Hubungan Usia Penderita dengan Gambaran Histopatologi Hiperplasia Endometrium di Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara dan Rumah Sakit Haji Adam Malik Medan Tahun 2010-2011

MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN

DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN

DISERTASI

Oleh :

SAID MUZAMBIQ NIM : 058106007 Program Doktor (S3)

Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN

DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN

DISERTASI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Doktor dalam Program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara di bawah pimpinan Rektor Universitas Sumatera Utara

Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H,M.Sc (CTM), Sp.A(K) untuk dipertahankan di hadapan sidang Terbuka Senat

Universitas Sumatera Utara

Oleh :

SAID MUZAMBIQ NIM : 058106007 Program Doktor (S3)

Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PENGESAHAN

Judul Disertasi : MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN

Nama Mahasiswa : Said Muzambiq Nomor pokok : 058106007

Program Studi : Doktor (S3) Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Herman Mawengkang) Promotor

Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, M.Sc Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc Co-Promotor Co-Promotor

Ketua Program Studi S3 PSL Direktur SPs.USU

Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS. (Prof. Dr. Erman Munir, MS)

PENETAPAN PANITIA PENGUJI DISERTASI

Diuji pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi)

Tanggal : 19 November 2012

PANITIA PENGUJIDISERTASI

Pemimpin Sidang :

Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H, M.Sc (CTM), Sp.A(K) Ketua : Prof. Dr. Herman Mawengkang

Anggota : Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, M.Sc Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS Dr. Sutarman, M.Sc

PERNYATAAN

Judul Desertasi

“MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN

DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN”

Dengan ini penulis menyatakan bahwa disertasi ini yang disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Doktor dalam Program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.

Sumber informasi yang berasal atau yang dikutip dari hasil karya penulis lain baik yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan telah disebutkan dan dicantumkan dalam disertasi ini sesuai dengan norma, kaidah dan etika penulisan ilmiah.

Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh ataupun sebagian dari disertasi ini bukan hasil karya penulis sendiri atau merupakan dari karya penulis lain, penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan perundangan-undangan yang berlaku.

Medan, November 2012 Penulis,

MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN

DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN

ABSTRAK

Dalam pengelolaan sumber air tanah, terdapat ketidakpastian di dalam parameter sistem yang berhubungan dengan pengintensifkan masalah yang berkaitan dengan konflik lokasi air di antara kepentingan perkotaan, industri dan pertanian.

Tujuan penulisan disertasi ini adalah : 1) membentuk model managemen air tanah dalam upaya pengelolaan kuantitas dan kualitas air tanah dengan metode stokastik, dan 2) membentuk model pengelolaan secara optimal terhadap kuantitas air tanah agar biaya pemompaan dapat diminimumkan. Metode penelitian yang digunakan adalah program stokastik yang telah dibentuk terlebih dahulu dan juga digunakan metode statistik anova

(analysis of variance) satu arah dengan menggunakan program SPSS 14.

Hasil penelitian model program stokastik tidak linier yang telah dibentuk, digunakan sebagai kerangka dasar untuk manajemen air tanah terutama untuk mengelola kuantitas dan mutu air tanah, kondisi ketidakpastian (stokastik) diperlukan oleh karena hidraulik dari air tanah yang dinamis, sedangkan komponen biaya yang dimunculkan dalam model ini digunakan untuk mengendalikan pemompaan air tanah yang berlebihan.

Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah program stokastik tidak linier yang telah dibentuk dapat dijadikan sebagai kerangka dasar dalam manajemen air tanah Kondisi ketidakpastian (stokastik) diperlukan oleh karena hidraulik dari air tanah yang berfluktuasi.

Kata kunci : Model manajemen, air tanah, berkelanjutan, ketidakpastian

.

M

ANAGEMENT MODEL OF SUSTAINABLE GROUNDWATER WITH UNCERTAINTY

ABSTRACT

In the management of groundwater resources, uncertainty in the system parameters and the relationship will be intensify problems related to water allocation conflict between the interests of urban, industrial and agricultural. Further discrepancies and uncertainties that are always associated with groundwater and eventually make a difficult problem. In this dissertation will be focus on the methods and formulation that explicitly incorporate uncertainty by using a mathematical model that can help the managerial system of underground water is beneficial for the supply of clean water that has been contaminated or threatened by chemical pollutants.

The main of goal in the stochastic program model in this research is to establish a model of groundwater management in an effort to manage the quantity and quality of groundwater with stochastic methods, forming an optimal management model for groundwater quantity, so the objective function constraint control pumping costs can be minimized

The results of the research costs incurred for controlling the quality of ground water pumping depends on the technique and the concentration of pollutants in the groundwater where groundwater pumping technique can be performed with due respect to the mobilization of drilling equipment, drilling determining the exact location of the point and the determination of groundwater quality.

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh,

Puji dan syukur ke hadirat Allah Subhanahu Wataala yang telah memberikan rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesakan disertasi ini.

Dalam menyelesaikan disertasi ini, penulis banyak memperoleh bantuan baik yang bersifat moril maupun meteril dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapan terimakasih yang tulus kepada :

1. Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H, M.Sc. (CTM), Sp.A(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.

2. Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE., selaku Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

3. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS, selaku Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Universitas Sumatera Utara.

4. Prof. Dr. Herman Mawengkang, selaku Ketua Komisi Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama penulisan disertasi berlangsung 5. Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, M.Sc, selaku Anggota Komisi Pembimbing yang

telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan disertasi ini. 6. Dr. Ir. Ahmad Perwira Tarigan, M.Sc selaku Anggota Komisi Pembimbing yang

telah mengarahkan penulis selama penulisan disertasi

7. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS., Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS. Dr. Sutarman, M.Sc dan Dr. Marwan Ramli, M.Si. selaku Komisi Pembanding atas saran dan kritik yang diberikan.

8. Prof. Dr. Erman Munir, MS, selaku Direktur I Sekolah Pascasarjana yang telah memberikan arahan berkaitan dengan akademik dan kelancara administrasi.

9. Dr. Ir. Delvian, MS selaku Sekretaris Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan yang telah membantu kelancaran administrasi selama pendidikan berlangsung.

Penulis menyadari disertasi ini banyak memiliki kekurangan dan jauh dari sempurna Harapan penulis semoga disertasi ini dapat bermanfaat kepada seluruh pembaca. Semoga kiranya Tuhan Yang Maha Esa memberkati kita semua, Amin Yarabbal Alamin

Medan, 19 November 2012 Penulis,

Said Muzambiq iii

RIWAYAT HIDUP

Said Muzambiq, lahir di Palembang 3 April 1960, adalah putra keempat dari enam bersaudara pasangan Mayor (purn) H. Said Tarmizy (alm) dan Hj. Syaripah Chairul Barijah (alm). Ia menikah pada tahun 1993 dengan Restuty Dewina, SH, dan dikarunia tiga orang putra yaitu Qushay Al Idrus, Taufiq Al Idrus dan Luthfi Al Idrus.

Riwayat pendidikan :

1. Sarjana Muda (BE) Pada Fakultas Teknologi Mineral, Jurusan Teknik Geologi UPN ”Veteran” Yogyakarta (Sarjana Muda) tahun 1985.

2. Sarjana (S1) pada Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral ITM Medan. tahun 1992 Medan

3. Program Magister (S2) pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara lulus tahun 1999. 4. Program Doktor (S3) pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan

Lingkungan (PSL) Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara lulus tahun 2012. Saat ini menjadi Pegawai Negeri Sipil (PNS) pada Kopertis Wilayah I Medan Sumatera Utara dan staf pengajar dpk. Institut Teknologi Medan.

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

RIWAYAT HIDUP ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEl ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 4

1.3 Kerangka Pemikiran ... 4

1.4 Tujuan Penelitian ... 6

1.5 Manfaat Penelitian ... 7

1.6 Novelty ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8

2.1 Pengelolaan Lingkungan Hidup ... 8

2.1.1 Pembangunan Berkelanjutan ... 10

2.1.2 Pengelolaan Sumberdaya Air ... 14

2.1.2.1 Lingkungan Sumberdaya Air ... 15

2.1.2.2 Genesa Air Tanah ... 16

2.1.2.3 Pengelolaan Air Tanah ... 20

2.2 Analisis Stokastik Sistem Air Tanah ... 24

2.3 Model Manajemen Air Tanah ... 26

2.3.1 Konsep Umum Ketidakpastian ... 33

2.3.2 Konsep Ketidakpastian Air tanah ... 34

2.4 Program Stokastik ... 38

2.4.1 Program Stokastik dengan Kendala Peluang ... 42

2.5 Model Program Stokatik ... 45

2.6 Pembentukan Skenario ... 48

2.6.1 Pangantar... 48

2.6.2 Persiapan ... 49

2.6.3 Pohon Skenario dan Filtrasi ... 53

2.6.4 Degenerate Subfiltrasi ... 57

2.6.5 Prosedur Pemutahiran Pohon ... 58

v

BAB III KONDISI UMUM ... 61

3.1 Geologi Umum... 61

3.1.1 Geomorfologi ... 62

3.1.2 Stratigrafi ... 63

3.2 Diskripsi Air Tanah ... 65

3.3 Siklus Hidrologi ... 65

3.4 Keterdapatan Air tanah ... 69

3.5 Munculan Air Tanah. ... 71

3.6 Lapisan Akuifer ... 71

3.7 Gambaran Air Tanah Kota Medan. ... 74

3.7.1 Air Tanah Tak Tertekan ... 75

3.7.2 Air Tanah Tertekan ... 75

3.8 Kualitas Air Tanah . ... 78

BAB IV METODE PENELITIAN ... 79

4.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan.. ... 79

4.2 Rancangan Penelitian.. ... 79

4.2.1 Model Program Stokastik ... 79

4.2.2 Anova (Analysis of variance) Satu Arah ... 80

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 82

5.1 Kuantitas Air Tanah ... 82

5.1.1 Model Pengeloaan Mutu Air Tanah ... 82

5.1.2 Formulasi ... 83

5.1.3 Pembentukan Model ... 84

5.1.3.1 Persamaan Aliran Air Tanah ... 84

5.1.3.2 Formulasi Progran Deterministik ... 87

5.1.3.3 Model Ketidakpastian ... 89

5.1.4 Pemodelan Program Stokastik Kuadratik ... 92

5.1.5 Pengelolaan Mutu Air Tanah, Kontrol Gradien, Konsentrasi ... 94

5.1.5.1 Permodelan dengan Konsentrasi Polutan.. 95

5.1.5.2 Diskripsi Manajerial .... ... 103

5.2 Kualitas Air Tanah ... 104

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 113

6.1 Kesimpulan... 113

6.1 Saran... 113

DAFTAR PUSTAKA ... 115

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

3.1 Kolom Stratigrafi Daerah Medan Sekitarnya……….……... 64 3.2 Harga K (Koefisien Kelulusan Air) dari Berbagai Jenis Batuan... 70 5.1 Rata-rata Kandungan Tertinggi dan Terendah Unsur Kimia Fisika

Air Tanah di Kawasan Rumah Sakit Kota Medan, Tahun 2005 – 2010… 105 5.2 Pengujian Data Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Rumah Sakit

Kota Medan Periode 2005 – 2010……….… 106 5.3 Rata-rata Kandungan Tertinggi dan Terendah Unsur Kimia Fisika

Air Tanah di Kawasan Plaza Periode 2005 – 2011 ……… 107 5.4 Pengujian Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Plaza Kota

Medan Periode 2005 – 2011……….. 107 5.5 Rata-rata Kandungan Tertinggi dan Terendah Unsur Kimia Fisika

Air Tanah di Kawasan Hotel Periode 2005 - 2010……….… 108 5.6 Pengujian Data Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan

Hotel Kota Medan Periode 2005 2010……… 108 5. 7 Rata-rata Kandungan Tertinggi dan Terendah Unsur Kimia Fisika

Air Tanah di Kawasan Industri Periode 2005 – 2010 ………. 109 5.8 Pengujian Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Industri Kota

Medan Periode 2005 – 2010……….…. 109 5.9 Rata-rata Kandungan Tertinggi dan Terendah Unsur Kimia Fisika

Air Tanah di Kawasan Perkantoran Periode 2006 – 2010 ………… 111 5.10 Pengujian Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Perkantoran

Kota Medan Periode 2005-2010……… 111

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

1.1 Kerangka Pemikiran …………..………... 6

2.1 Model Pergerakan Air Tanah …………...………... 17

3.1. Siklus Hidrologi ………..………..…………... 67

3.2 Diagram Siklus Hidrologi...….…...……... 68

3.3 Confined Aquifer dan Unconfined Aquifer ... 73

3.4 Potongan Melintang Beberapa Akuifer...…………... 74

4.2 Proses Contoh Model yang dipakai...….... 54

5.1 Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Rumah Sakit Kota Medan Periode 2005 – 2010 ……….... 106

5.2 Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Plaza periode 2005-2010... 108

5.3 Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Hotel Periode 2005 -2010... 109

5.4 Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Industri Periode 2005 – 2010 ……… 110

5.5 Unsur Kimia Fisika Air Tanah di Kawasan Perkantoran Periode 2005 – 2010 ……… 112

viii

MODEL MANAJEMEN AIR TANAH BERKELANJUTAN

DENGAN ADANYA KETIDAKPASTIAN

ABSTRAK

Dalam pengelolaan sumber air tanah, terdapat ketidakpastian di dalam parameter sistem yang berhubungan dengan pengintensifkan masalah yang berkaitan dengan konflik lokasi air di antara kepentingan perkotaan, industri dan pertanian.

Tujuan penulisan disertasi ini adalah : 1) membentuk model managemen air tanah dalam upaya pengelolaan kuantitas dan kualitas air tanah dengan metode stokastik, dan 2) membentuk model pengelolaan secara optimal terhadap kuantitas air tanah agar biaya pemompaan dapat diminimumkan. Metode penelitian yang digunakan adalah program stokastik yang telah dibentuk terlebih dahulu dan juga digunakan metode statistik anova

(analysis of variance) satu arah dengan menggunakan program SPSS 14.

Hasil penelitian model program stokastik tidak linier yang telah dibentuk, digunakan sebagai kerangka dasar untuk manajemen air tanah terutama untuk mengelola kuantitas dan mutu air tanah, kondisi ketidakpastian (stokastik) diperlukan oleh karena hidraulik dari air tanah yang dinamis, sedangkan komponen biaya yang dimunculkan dalam model ini digunakan untuk mengendalikan pemompaan air tanah yang berlebihan.

Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah program stokastik tidak linier yang telah dibentuk dapat dijadikan sebagai kerangka dasar dalam manajemen air tanah Kondisi ketidakpastian (stokastik) diperlukan oleh karena hidraulik dari air tanah yang berfluktuasi.

Kata kunci : Model manajemen, air tanah, berkelanjutan, ketidakpastian

.

M

ANAGEMENT MODEL OF SUSTAINABLE GROUNDWATER WITH UNCERTAINTY

ABSTRACT

In the management of groundwater resources, uncertainty in the system parameters and the relationship will be intensify problems related to water allocation conflict between the interests of urban, industrial and agricultural. Further discrepancies and uncertainties that are always associated with groundwater and eventually make a difficult problem. In this dissertation will be focus on the methods and formulation that explicitly incorporate uncertainty by using a mathematical model that can help the managerial system of underground water is beneficial for the supply of clean water that has been contaminated or threatened by chemical pollutants.

The main of goal in the stochastic program model in this research is to establish a model of groundwater management in an effort to manage the quantity and quality of groundwater with stochastic methods, forming an optimal management model for groundwater quantity, so the objective function constraint control pumping costs can be minimized

The results of the research costs incurred for controlling the quality of ground water pumping depends on the technique and the concentration of pollutants in the groundwater where groundwater pumping technique can be performed with due respect to the mobilization of drilling equipment, drilling determining the exact location of the point and the determination of groundwater quality.

I . PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air tanah merupakan salah satu sumberdaya alam yang dimanfaatkan sebagai pasokan air untuk kebutuhan sehari-hari baik penduduk, pertanian, industri dan lain-lain. Kebutuhan air tanah sudah barang tentu seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan pembangunan, kebutuhan air tanah akan terus meningkat pada masa mendatang untuk memenuhi kebutuhan, walaupun sumberdaya air tanah pada hakekatnya bersifat dapat memperbaharui, namun usaha dalam pendayagunaan sumber air tanah haruslah melalui metode dimana pengambilan air tanah haruslah seoptimal mungkin dengan tetap mempertahankan kelestariannya agar keseimbangan lingkungan hidup tetap terpelihara.

Dalam rangka pelaksanaan otonomi daerah sebagaimana diamanatkan dalam Undang-Undang No. 32 tahun 2004, daerah memiliki kewenangan dalam pengelolaan sumberdaya air tanah yang tesedia di wilayahnya dan bertanggungjawab memelihara kelestarian lingkungan. Hal tersebut mengandung arti pelaksanaan kewenangan pengelolaan air tanah harus berlandaskan azas pengelolaan yang muaranya adalah ketersedian air tanah secara berkelanjutan (sustainable groundwater resources) yang dapat menjamin pemanfaatan yang berkelanjutan (sustainable groundwater development).

Air tanah merupakan komoditi ekonomi yang berperan vital, bahkan di beberapa daerah peran tersebut dapat digolongkan sebagai faktor strategis. Namun dipihak lain eksploitasi berlebihan sumberdaya air tanah telah menimbulkan

permasalahan dampak negatip terhadap lingkungan sekitarnya, salah satunya ialah terjadinya penurunan ketinggian pemukaan tanah, berkurang kuantitas air tanah, terjadinya degradasi kualitas air tanah, subsidensi, dan intrusi air laut ke dalam lapisan equifer air tanah.

Menurut buku laporan analisis air tanah yang terdapat di dokumen lingkungan hidup tahun 2005 sampai tahun 2010, telah dilakukan pengujian laboratorium terhadap sebanyak 25 sampel, meliputi kawasan rumah sakit sebanyak 5 sampel, plaza 5 sampel, hotel 5 sampel, kawasan industri 5, dan perkantoran sebanyak 5 sampel, masing-masing contoh air tanah yang mewakili daerah yang diperkirakan akan berpengaruh terhadap lingkungan. Hasil analisis menunjukkan, bahwa pencemaran air tanah, tidak menunjukkan perubahan yang signifikan.

Kompleksitas, sifat alamiah dan ketidakpastian sumberdaya air tanah tersebut telah membawa beberapa peneliti untuk mengagas model-model pengelolaan air tanah berdasarkan ketidakpastian.

Aguado et al, (1974), telah mengembangkan model pemanfaatan sumberdaya air dari suatu lokasi, baik dengan ataupun tanpa mempertimbangkan biaya biaya tertentu. Masalah kualitas air tanah yang diselesaikan menggunakan metode “pembenaman” (embedding) adalah memaksimumkan limbah yang dibuang dalam suatu daerah sekaligus mempertahankan standard kualitas air tanah bila kuantitas pemompaan dan rechage ditetapkan sebelumnya (Willis 1976a, dan 1976b, Gorelick 1980, dan Goerlick et al .,1982a), dan menangani kualitas air tanah dengan mempertahankan

gradien head tertentu (Remson dan Gorelick, 1980). Selanjutnya Tyson et al, 1993; Gu

dan strategi ke depan dengan pendekatan terintegrasi yang membutuhkan model matematika sebagai alat dalam pengelolaan kualitas air tanah

Model matematika semakin sering digunakan (Deksissa et al, 2004), karena kemampuannya untuk memprediksi kualitas air tanah yang diakibatkan oleh adanya pencemaran dan biayanya lebih hemat. Selanjutnya hubungan yang kompleks diantara kandungan polutan dari sumber berbeda dapat dideskripsikan dengan model matematika. Guang Li, et al ( 2004), mengemukakan bahwa bagian penting pada penelitian mengenai pembuatan model air tanah adalah berkaitan, dan menyangkut formulasi dan pemecahan dari permasalahan manajemen yang memiliki ketidakpastian berhubungan dengan kualitas maupun kuantitas air tanah.

Eksploitasi air tanah akan terjadi penurunan paras air tanah dan berpengaruh terhadap mutu baik kualitas dan kuantitas lingkungan setempat seperti debit air, polutan pada sumur pompa. Adanya perubahan mutu air tanah tersebut karena pengambilan air tanah yang tidak memperhatikan karakteristik air tanah, sehingga mempengaruhi besarnya aliran air tanah, dan ini akan mudah mengundang air yang semula bermutu jelek mengalir masuk ke dalam lapisan air yang lebih baik mutunya, untuk mengatasi hal tersebut perlu upaya pengelolaan air tanah berkelanjutan.

Objektivitas dari persoalan penelitian ini adalah minimumkan biaya pemompaan dikurangi dengan manfaat yang diperoleh. Selanjutnya model yang akan dibentuk dalam penelitian ini adalah model stokastik digunakan bertujuan untuk membangun managemen air tanah sehingga upaya pengendalian air tanah dengan adanya ketidakpastian dapat tercapai.

Oleh karena itu diperlukan pengelolaan air tanah agar ketersediannya dapat dipertahankan yang berarti asas manfaat, keseimbangan dan kelestarian dalam pengelolaan sumbedaya air tanah berkelanjutan.

1.2. Perumusan Masalah

Sebagaimana yang telah dijelaskan berkaitan dengan sifat dan karakteristik air tanah, maka pemrograman stokastik menggunakan beberapa pendekatan umum untuk memahami ketidakpastian pada formulasi permasalahan yang berbeda-beda. Secara umum, pengklasifikasian permasalahan adalah sifat aquifer dan gradien hidrolik menyangkut meminimumkan biaya (cost) pemompaan termasuk pemeliharaan dan operasional. Permasalahan yang dapat timbul sebagai akibat penyebab ketidakpastian dalam pengelolaan air tanah adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana membangun suatu model yang akan mampu mengajukan manajemen air tanah berkelanjutan dengan adanya ketidakpastian.

2. Bagaimana pengelolaan secara optimal terhadap kualitas maupun kuantitas air tanah, agar fungsi tujuan mutu air tanah dapat dipertahankan.

.

1.3. Kerangka Pemikiran

Secara umum kerangka pemikiran untuk penelitian di dalam desertasi ini tergambar pada (Gambar 1.1). Dimulai dengan analisis tentang air tanah yang mengandung ketidakpastian. Analisis dilakukan menggunakan progam stokastik yang akan menghasilkan model manajemen kuantitas dan kualitas air tanah. Model inilah yang selanjutnya akan digunakan untuk pengelolaan air tanah yang berkelanjutan.

Untuk membantu pemecahan masalah tersebut di atas, maka perlu ada pengelolaan air tanah, dimana pengembangan baru dalam kebijakan kuantitas maupun kualitas air tanah dan strategi ke depan dengan pendekatan terintegrasi yang membutuhkan model matematika sebagai alat dalam pengelolaan kualitas air (Tyson et al, 1993; Gu dan Dong, 1998).

Dalam kerangka pemikiran dimulai dari sifat air tanah mengandung ketidakpastian ialah “Head hidroulik” (sebagai variable keputusan), selanjutnya konduktivitas hidroulik (model hidrolik) akan berpengaruh kuantitas dan kualitas air tanah, untuk itu perlu upaya pengelolaan dan model stokastik

Dalam permodelan program stokastik parameter terhadap kuantitas air tanah yang terlibat dan perlu dipertimbangkan adalah, sifat aliran (konduktivitas hidroulik) dan parameter biaya pemompaan (termasuk pemeliharaan operasi), selanjutnya konduktifitas hidroulik perlu dipertimbangkan sebagai parameter model stokastik, sehingga perlu dilakukan suatu permodelan yang melibatkan parameter. Paremater ini juga yang akan bermanfaat untuk managemen air tanah yang berkelanjutan. Adapun urutan konsep pemikiran dapat diurutkan seperti pada (Gambar 1.1) berikut :

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

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

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 4/1982 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

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 dan/atau 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 dan/atau 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

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

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-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

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

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)

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.

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

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

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 batuan/litologi 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

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

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

tindakan/langkah-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 keduatelah 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.

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).

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

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 pemompaan/injeksi 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).

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

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

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

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

Secara sederhana model airtanah adalah suatu sistem persamaan dan merupakan tiruan yang menghubungkan dengan antara rangsangan dari variabel-variabel air tanah tersebut. Hal ini bermanfaat untuk memudahkan dan memecahkan masalah yang kompleks, rumit, untuk hal tersebut perlu ada suatu usaha yang disederhanakan dalam membuat segala bentuk rencana dan keputusan tatalaksana menajemen.

Dalam mangemen air tanah Guang Li et al.( 2004) mengemukakan bahwa bagian penting pada penelitian mengenai pembuatan model air tanah adalah berkaitan dengan formulasi dan pemecahan dari permasalahan-permasalahan dalam pengelolaan yang memiliki ketidakpastian yang berhubungan dengan kualitas mapun kuantitas air tanah. ketidakpastian telah diukur selanjutnya dibuat model manajemen air tanah yang menggunakan teknik-teknik optimisasi stokastik. Model manajemen stokastik menetapkan prediksi dari model simulasi sebagai fungsi probabilistik dan ketidakpastian dari variable, dan menentukan strategi yang optimal dalam pembahasan air tanah antara peningkatan pemanfaatan sistem dan peningkatan biaya-biaya.

Amlan Das et al. (2001) menjelaskan tujuan manegemen air tanah berbasis optimisasi matematis formal adalah mencapai tujuan yang ditetapkan merupakan penyelesaian cara terbaik dalam berbagai keterbatasan air tanah. Keterbatasan ini

diakibatkan oleh pertimbangan manajerial dan perilaku fisik dari sistem. Untuk memastikan bahwa solusi akhir ini tidak melanggar sifat fisik dari air tanah yang akan dipadukan di dalam model manajemen, dimana model optimisasi yang dirumuskan menggunakan teknik pemrograman matematika dan diterapkan untuk mendapatkan solusi.

Huang et al. (2005) berpendapat, bahwa dalam managemen sumber air, ketidakpastian akan ada di dalam parameter sistem dan hubungannya akan mengintensifkan masalah yang berkaitan dengan konflik alokasi air diantara kepentingan perkotaan, industri dan pertanian, misalnya, variasi spasial dan temporal yang ada didalam komponen sistem seperti aliran sungai dan target alokasi air, fluktuasi yang berkaitan dengan manfaat sistem netto yang merupakan fungsi dari faktor stokastik. Kompleksitas ini akan diperburuk tidak hanya oleh interaksi diantara parameter yang belum pasti tetapi juga implikasi ekonominya. Sebagai akibatnya, kompleksitas terhadap karakteristik air tanah dengan adanya ketidakpastian dalam sistem sumber air telah menempatkan mereka pada metode optimisasi deterministik.

Namun beberapa peneliti mencoba untuk mengatasi kesulitan ini melalui program stokastik. Diantara mereka, program stokastik dua tahap (TSP) adalah alat efektif untuk permasalahan dimana analisis dasar kebijakan sangat diharapkan dan data yang berhubungan tidak pasti. Dalam TSP (two-stage stochastic programming), keputusan pertama kali diambil sebelum nilai variabel acak diketahui dan kemudian setelah kejadian acak terjadi dan nilainya telah diketahui, keputusan tahapan kedua diambil untuk minimumkan hukuman yang terlihat berkaitan dengan ketiadaan kelayakan yang disebabkan oleh keputusan tingkat pertama.

Bear et al. (1992) mengatakan bahwa model didefenisikan sebagai versi sederhana dari sistem riil (sistem air tanah) yang kira-kira mendalihkan hubungan eksistansi respon yang relevan terhadap sistem riil. Selama sistem air tanah masih bersifat sangat kompleks, maka dianggap perlu penyederhanaan dan pembuatan rencana dan keputusan menajemen. Penyederhanaan diperlukan sebagai kumpulan asumsi yang menjelaskan sifat dasar sistem dan ciri-ciri perilaku hubungan dengan masalah penelitian. Asumsi ini akan menghubungkan antara faktor yang lain dalam bentuk geometri system aliran suatu daerah yang diselidiki.

Langkah pertama dalam proses modeling managemen, adalah kerangka model konseptual terdiri dari kumpulan asumsi yang secara verbal menjelaskan sistem susunan, proses pengangkutan yang terjadi, mekanisme yang mengaturnya dan sifat media yang relevan. Ini merupakan perkiraan dari pembuat contoh untuk tujuan konstruksi model yang dimaksudkan. Model yang dimaksudkan untuk menyediakan informasi bagi masalah-masalah tertentu.

Model air tanah bila diberi pengertian yang sederhana adalah suatu sistem air tanah yang lebih kurang adalah persamaan dan tiruan yang ada hubungannya dengan rangsangan hubungan, tanggapan dari sistem keadaan sebenarnya. Untuk memudahkan dan memecahkan masalah yang kompleks, rumit, untuk hal tersebut perlu ada suatu usaha yang disederhanakan dalam membuat segala bentuk rencana dan keputusan tatalaksana menajemen (Bear et al. 1992) .

Manajemen dari beberapa sistem, artinya membuat keputusan yang bertujuan pada pencapaian tujuan sistem, tanpa melanggar batasan teknis dan non-teknis yang mengganggunya. Pada sistem air tanah, keputusan manajemen bisa dihubungkan dengan

angka dan lokasi pemompaan serta pengisian buatan, perubahan pada suhu air. Lokasi dan angka pemompaan pada operasi baik itu pump dan treat, dll. Dimana fungsi objektif menajemen harus mengevaluasi waktu dan biaya yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan perbaikan. Selanjutnya menyangkut pembah asan menajemen air tanah ditujukan untuk meminimalkan biaya disamping memaksimalkan keuntungan dari sistem operasi, contoh nilai dari fungsi objektif menajemen ialah meminimalkan biaya dan memaksimalkan keefektifan perbaikan yang biasanya tergantung pada nilai variabel keputusan (contoh : daerah dan distribusi pemompaan sementara) dan respon dari sistem aquifer terhadap pelaksanaan keputusan ini. Namun terdapat keterbatasan terhadap nilai variabel dari sistem air bawah tanah, seperti tingginya air dan konsentrasi nilai tertentu atau batas air pada lokasi tertentu tidak di bawah batas tertentu. Ini dapat dilakukan dengan membandingkan nilai prediksi pembatas tertentu dan pengambilan keputusan menyimpulkan apakah pembatas tertentu telah terganggu atau tidak. Bagian penting dari proses pengambilan keputusan adalah respon dari sistem pelaksanaan keputusan yang harus diketahui sebelum dilaksanakan. Didalam sistem menajemen air tanah dimana keputusan harus dibuat berdasarkan mutu dan kuantitas air, suatu alat yang dibutuhkan untuk menyediakan informasi kepada pembuat keputusan mengenai sistem respon terhadap efek keputusan menajemen tergantung pada sifat dasar masalah manajemen, keputusan variabel, dan fungsi sasaran serta pembatas respon yang memerlukan bentuk distribusi ruang konsentrasi pencemaran, batas air dan lain-lain.

Beberapa peneliti mempelajari efek ketidakpastian dalam menajemen pengelolaan air tanah Flores (1975) telah mempertimbangkan efek ketidakpastian dengan model stokastik untuk pengelolaan sisitem aliran aquifer. LP. Willis (1979) menggunakan

metode parameter untuk meneliti kepekaan strategi manajemen optimal untuk melakukan perubahan dalam standar mutu air. Gorelick (1982) juga menggunakan metode parameter untuk meneliti sensitivitas limbah cair. Tung (1986), memberikan hasil percobaan model pengelolaan air tanah model stokastik untuk aquifer bersifat homogen dan tidak merata. Gorelick (1987), meneliti pengaruh terhadap bidang transmisifitas yang berkorelasi secara spasial atas strategi gambaran bersifat optimal, dengan mengambangkan metode solusi dimana sejumlah besar realisasi dari variabel-variabel spasial yang dipadukan kedalam model manajemen dengan menggunakan matriks respon.

Wagner et al., (1987), memadukan efek ketidakpastian berhubungan dengan varibelitas spasial dan konduktivitas hidrolik kedalam prosedur untuk desain optimal dari remediasi aquifer strategi. Hantush dan Marino (1989), memberikan paparan dalam model manajemen untuk memaksimumkan pompa dari sistem aquifer aliran, sementara mempertahankan batas pada lapisan atas aquifer dan deplesi dari aliran dengan level spesifitas dari reliabilitas. Model variasi dalam konduktivitas hidrolik dan hasil spesifik terhadap kesalahan pengukuran, rata-rata spasial dan juga uraian stochastik dari media berpori. Pendekatan analitik digunakan untuk menghubungkan pengembangan aliran deplesi terkait dengan pemompaan. Batasan kesempatan ini dirumuskan secara analitik. Andricevic dan Kitanidis (1990), telah mengkombinasikan kontrol dengan skema filtering Kalman untuk optimisasi dari hasil pemompaan dalam remediasi aquifer dengan parameter ketidakpastian. Rumusan model optimisasi pengangkutan kontaminan air tanah sebagai masalah kontrol optimal waktu yang akan meminimumkan jumlah biaya stokhastik yang tergantung pada ketidakpastian. Masalah kontrol optimal adalah diselesaikan dengan menggunakan teknik pemrograman dinamis. Metode ini

diilustrasikan untuk sistem aquifer dimensional. Andricevic (1990), melakukan pendekatan pada manajemen waktu real dan program monitoring dari hidrolik air tanah. Model manjemen ini dirumuskan sebagai masalah kontrol optimal waktu. Masalah optimisasi ini diselesaikan dengan menggunakan teknik pemograman dinamis yang dikombinasikan dengan filter Kalman. Model ini terfokus pada ketidakpastian parameter yang muncul dari pengetahuan awal dan konduktivitas hidraulik diasumsikan untuk log normal secara distribusi.Andricevic dan Kitanidis (1990), mengkombinasikan algoritma kontrol dua dengan skema filtering Kalman untuk optimisasi skedul pemompaan dalam remediasi aquifer dengan parameter ketidakpastian. Kontrol ganda ini mengenali interaksi antara estimasi dan kontrol. Mereka merumuskan model optimisasi pengangkutan kontaminan sebagai masalah kontrol optimal waktu.

Masalah optimisasi dengan minimum dari jumlah dari determinsitik dan biaya remediasi. Biaya determinsitik tergantung pada estimasi terbaik, dan biaya stokastik tergantung pada ketidakpastian. Masalah kontrol optimal multi tahapan diselesaikan menggunakan dinamika yang berbeda dalam teknik program. Metode ini diilustrasikan untuk dengan sistem aquifer yang dimensi. Aliran yang transient. Lee dan Kitanidis (1991) mengembangkan kerja dari Andricevic dan Kitanidis (1990) atau dua dimensi. Mereka memecahkan masalah manajemen dengan empat potensi dan tiga kontaminan. Penelitian ini terfokus pada aspek yang tidak pasti. Wagner (1992), secara eksplisit berhasil memadukan ketidakpastian tentang konduktivitas hidrolik aquifer kedalam model optimisasi stokastik untuk penanganan mutu air tanah. Model optimisasinya akan menimbulkan total biaya dari pengoprasian sumur ditambah dengan berbagai plume yang tidak dapat dicapai. Model pemrograman stokastik dengan kondisi total biaya yang

diharapkan akan memperlihatkan real dari parameter yang tidak teratur. Model ini tidak liner dan kemungkinan tidak cembung. Ranjithan et.al (1993) menunjukkan alat pemeriksaan berbasis jaringan yang mengembangkan realisasi konduktivitas hidraulik dan untuk menentukan reliasasi kritis yang digunakan dalam model optimisasi. Realisasi kritis adalah realisasi parameter acak yang membatas disain akhir. Misalnya, realisasi ini membutuhkan volume yang besar dari pemompaan yang ada dengan kondisi realitas.

Penelitian Tiedemann et al. (1993) mempertimbangkan kesesuaian vinyl chlorida plume dalam aquifer yang berada di dalam Michigan barat daya. Mereka merumuskan masalah menggunakan pemrograman non liner stokhastik dimana sistem aliran air tanah dapat ditangani sebagai tiga dimensi. Mereka membandingkan strategi disain dan menganalisa asumsi statistik.Whiffen et al. (1993) mengembangkan kebijakan pemompaan untuk pompa dan metode penanganan remediasi air tanah dalam ketidakpastian dalam karakteristik aquifer. Kebijakan ini menggunakan aturan umpan balik yang dapat menyesuaikan nilai untuk deviasi dari nilai head hidraulik dan juga kosentrasi polusi dari nilai prediksi. Mereka menggunakan teknik pemrograman dinamik diferensial untuk memecahkan masalah optimisasi.

Morgan et al. (1993) mengembangkan hasil angka-angka (bilangan) bulat yang membatasi metode pemrograman untuk remediasi aquifer dalam kondisi ketidakpastian. Metode ini menemukan kurva trade off optimal untuk reabilitas maksimum objektif dan juga pemompaan minimum. Whiffen et al. (1993), mengembangkan kebijakan pemompaan untuk pompa dan juga metoda penanganan dan penanggulangan air tanah dan juga dalam ketidakpastian terhadap karakteristik aquifer. Kebijakan yang dihasilkan menggunakan aturan umpan balik dalam nilai pemompaan untuk penyimpangan dari nilai

hidroulik dan juga konsentrasi polusi dan nilai yang ada. Varljen et al. (1993) mempertimbangkan permasalahan yang optimal dalam menangkap disain zone suatu bidang sumur dengan tujuan memperkecil resiko dari pencemaran air. Resiko pencemaran dapat digambarkan dengan banyaknya sumber zat-pencemar yang ditempatkan di daerah yang luas, dalam untuk dapat menangkap zone dari semua sumur-sumur. Model manajemen air tanah memberikan variasi kebijakan pemompaan untuk menangkap zone dan mengidentifikasi pemompaan dengan strategi mempertemukan permintaan air dengan mengambil resiko seperti ini diharapkan tingkat pencemaran menjadi kecil.

2.3.1 Konsep Umum Ketidakpastian

Bear et al. (1992), berpendapat banyak ketidakpastian digabungkan dengan model masalah yang dikaitkan dengan pengelolaan air tanah diantaranya, ketidakpastian pada :

a. Mekanisme angkutan.

b. Berbagai fenomena resapan/ mata air untuk jumlah yang luas.

c. Nilai koefisien model, dan variasi ruangan (kadang-kadang temporal). d. Kondisi awal.

e. Lokasi daerah batasan dan kondisi umumnya.

f. Arti data ukuran yang dipakai dalam model pengujian.

g. Kemampuan model untuk menanggulangi masalah dimana sifat benda padat menjangkau skala jarak terpisah.

Berbagai metode untuk memperkenalkan ketidakpastian terhadap model dan proses model telah diusulkan. Contoh, satu pendekatan menggunakan metode Monte Carlo dimana berbagai kemungkinan dihadirkan dalam jumlah realisasi serentak yang besar. Pendekatan lain untuk membuat model statistik dimana berbagi koefisien dihadirkan sebagai kemungkinan distribusi dari pada nilai penentu (Bear et al., 1992), Selajutnya (Bear et al., 1992), menjelaskan, bahwa dalam sudut pandang ketidakpastian melibatkan pemodelan, model harus digunakan untuk peran tambahan, dibawah prediksi atau eliminasi respon penentu atau kemungkinan terhadap rangsangan yang direncanakan, peran seperti itu termasuk :

- Prediksi kecendurangan dan perubahan prediksi.

- Penyediaan informasi pada sistem kepekaan terhadap variasi berbagai parameter, jadi lebih banyak sumber bisa dialokasikan untuk mengurangi ketidakpastian.

- Memperdalam pengertian kita terhadap sistem dan fenomena ketertarikan yang terjadi dengannya, dan tingkat ketidakpastian meningkat pada sebagian besar kasus karena kekurangan data yang cukup untuk perkiraan parameter dan validasi model.

- Kesalahan pada data penelitian digunakan untuk identifikasi parameter juga memperbesar ketidakyakinan pada nilai tafsiran model parameter.

Banyak peneliti belakangan ini memakai metode pengembangan yang menggabungkan elemen ketidakpastian antara model prediksi dan balikan (Freeze et al., 1989 : Gelhar 1986, Yeh, 1986 : Neuman at al : 1987).

2.3.2. Konsep Ketidakpastian Air tanah

Berbagai metode untuk memperkenalkan ketidakpastian terhadap model dan proses model telah diusulkan, contoh, Cai dan Rosegrant (2001) telah menggunakan

program stokhastik dua tahapan untuk keputusan model atas adopsi teknologi pumping test dan alokasi air didasarkan atas kemungkinan ketersediaan air dalam setiap skenario (tahap kedua). Keputusan dan teknologi yang akan digunakan pada tahap pertama. Mc.Carl dan Pandvash (1988) mengembangkan dua model stokastik tambahan guna mengevaluasi trade off dari alokasi air untuk generasi hidroelektrik dan juga eksploitasi.

Dalam sudut pandang ketidakpastian melibatkan pemodelan, model harus digunakan untuk peran tambahan, dibawah prediksi atau eliminasi respon penentu atau kemungkinan terhadap rangsangan yang direncanakan. Model stokhastik menyediakan perkiraan kemungkinan dari pada penentu manajemen harus membuat kegunaan prediksi seperti itu pada proses pembuatan keputusan. Metodelogi untuk mengawasi ketidakpastian data yang dalam mengurangi ketidakpastian. Kemudian menjadi keputusan manajemen apakah menginvestasikan pemerolehan data lebih banyak atau tidak (Bear et al.1992

Huang, et al. (2005) menjelaskan bahwa dalam pengelolaan sumber air, ketidakpastian akan ada, di dalam parameter sistem dan hubungannya akan mengintensifkan masalah yang berkaitan dengan konflik alokasi air diantara kepentingan perkotaan, industri dan pertanian, misalnya, variasi spasial dan temporal yang ada di dalam komponen sistem seperti aliran sungai dan target alokasi air, fluktuasi yang berkaitan dengan manfaat sistem netto yang merupakan fungsi dari faktor stokastik. Kompleksitas ini akan diperburuk tidak hanya oleh interaksi diantara parameter yang belum pasti tetapi juga implikasi ekonominya. Sebagai akibatnya, kompleksitas terhadap karakteristik air tanah dengan adanya ketidakpastian dalam sistem sumber air telah menempatkan mereka pada metode optimisasi deterministik.

Huang, Li, Nie, 2005. An Interval-Parameter Multi-stage Stochastic Programing Model for Water Resources Management Under Uncertainty.

Jianbing Li, Gordon, Huang,H, Zeng, Imran, Huang Yuefei. 2006. An Intergrated Fuzzy-stochastic Modelling Approach for Assessment of Groundwater Contamination,

www. elsevier. com/locate/advwalters.110-111

Jacob Bear, Milovan S.,Beijin, and Randali R., Ross., 1992. Ground Water Issue, Fudamentals of Ground-Water Modelling, EPA. Oklahoma.

James Mc. Phee, William W, Yeh G, Asce Hon.M. 2004. Multiobjective Optimazion for Sustainable Groundwater Management in Semiarid Regions., Jornal of waters resources planning and menegement@asce.

Javandel I., dan Tsang, 1986. Groundwater Tansport Handbook of Mathematical Models AGU Wate Resources Momograph 10, Ameican Geopohysical Union, Washington, D.C..

(Kantor Menteri Negara Lingkungan Hidup, 1997. Agenda 21 Indonesia, Strategi Nasional untuk Pembangunan Berkelanjutan, Kantor Menteri Negara Lingkungan Hidup, Jakarta)

Kaunas, JR, dan Haimes YY, 1985. Risk management on goundwater contamination in a multi objective framework, Water Resour.Res. 21:1721-1730

Kataoka,. Y. 2006.Towards Sustainable Groundwater Management in Asian Cities-Lessons from Osaka International Revie Strategies, vol 6. No. 2. Institute for Global Environmental Strategies, Hayama, Kanagawa, Japan., 269-270.

Kendall, B.E et al.1999. Why do populations cycle A Synthesis of Statistical and MechanisticModeling Approaches The Ecological Society of America.Vol 80 No 6

Kodoatie, R.J. 1996. Pengantar Hidrogeologi, Penerbit Andi Jogyakarta, hal 246-248 Kodoatie, .J. dan Basuki, M. 2004. Kajian Undang-Undang Sumber Daya Air. Penerbit

ANDI.Yogyakarta.

Lee, J.G.; Lacewell, R.D.(1990). Farm Program Impacts on an Exhaustible Ground water Supply: An analysis of the Texas Southern High Plains. Water Resource Research.v.26, n.3, p.361-368.

Lefkoff I. J. Goelick SM, 1996. Design dan cost analysis of apid aquifer estoration systems using flow simuation and quadratic programming , Ground Water24: 777-790.

Li.JB.,Huang.G.H., Zeng, Maqsood, Huang Yuefei., 2006.An Intergrated Fuzzy-Stochastic Modeling Approach for Risk Assessment of Groundwater

Contamination. Journal of Environtmental Management

www.eisevier.com/locate/jnvnan

Li, Y.P., Huang, G.H., 2006. An Inexact Two-stage Mixed Integer Linear Programming Method for Solid Waste Management in The City of Regina. Journal of Environmental Management 81, 188–209.

Li, Y.P., Huang, G.H., Nie, S.L., Nie, X.H., Maqsood, I., 2006a. An interval-Parameter Two-stage Stochastic Integer Programming Model for Environmental Systems Planning Under Uncertainty. Engineering Optimization 38 (4), 461–483.

Li, Y.P., Huang, G.H., Nie, S.L., 2006b. An Interval-parameter Multistage Stochastic Programming Model for Water resources Management Under Uncertainty. Advances in Water Resources 29, 776–789.

Li.Y.P.,Huang.G.H.Nie, S.L.,Liu.L., 2007.Inexat Multistage Stochastic Integer Programing for Water Resources Management under Uncertainty. Journal of Environmental Management www.eisevier.com/locate/jnvnan

Lund, J.R. (1995). Derived Estimation of Willingness to Pay to Avoid Probabilistic Shortage. Water Resources Research. v.31, n.5, p.1367-1372

Maddock T 1972a. Algebraic technological function from a simulation model. Water Resour, Res. 8: 129-134.

Maddock T 1972b. Agroundwater planning model : A basis fo data collection network Presented at the Int Symp, on. Uncertaintes in Hydrologic and Water Resources System.

Mawengkang, H. 2006. Modeling Decision Problem under Uncertainty, Proceedings IMTGT Int. Conference, Medan.

Mawengkang, H. 2008. Algoritme Pembentukan SkenarioProgram Stokastik Tak Linier Tahap Ganda, Proceedings IMTGT Int. Conference, Medan.

Marino, M.A.(2001). Conjunctive Management of surfacve and groundwater. IN: Schuman, A.H (Editor). Regional Management of Water Resources. IAHS

publication n.268, International Association of Hydrological Sciences, Wallingford,

Mende, et al., 2007.Strategy for Grounwater Management in Developing Countries : A Case Study in Northern Costa Rica, Journal of Hydrology,

www.elsevier.com/locate/jhydrol.

Meijerink. 1970. Photo Interpretation in Hydrology. A Geomorphologycal Approach. ITC, Delf.

Molz. F J, dan Bell I. C, 1977. Head gradient contol in aquifes used fo fluid storage, Water Resour, Res. 13:795-798.

Morgan D R, Eheart, J W, Valocchi A J, 1993. Aquifer Remediation Design Under Uncertainty Using a New Chance Constrained Programming Technique. Water Resour. Res. 29:551-561.

Morris, B. L., Lawrence, A. R., and Stuart, M. E., 1994, The Impact of Urbanisation on Groundwater Quality, Technical Report WC/94/56, British Geological Survey, Nottingham.

Muhammadi, E., Aminullah dan B. Soesilo. 2001. Analisis Sistem Dinamis : Lingkungan Hidup, Sosial Ekonomi, Manajemen. UMP Press, Jakarta

Ni dan Li,., 2006. Modeling Grounwater Velocity Uncertainly in Nonstationary Composite Porous Media. Journal of Environmental Management homepage:

Nurgiyantoro, B, Gunawan dan Marzuki. 2004. Statistik Terapan. Untuk Penelitian Ilmu-ilmu Sosial. Gadjah Mada University Press.Cetakan ketiga (revisi).

Olsen, P. 1976. Discretizations of multistage stochastic programming. Math. Programming Stud. 6, 111-124.

Papadopoulou et al (2006), Flexible Time Optimization Methodology for The Solution of Grounwater Menagement Problems, pp. 770-772. European Journal of Operation Research.www.elservier.com/locate/ejor

Polo, J. F dan J. R. Ramis. 1983. Simulation of Salt Water-fresh Water interface Motion Water Resources Research 19 (1) : 911-931.

Priana Sudjono. 2007 Journal of System Interrelationship Model, Knowledge Representation, Object Oriented Programming Groundwater Conservation form JBPTBPP/2007-02-14 18:47:20. Oleh Priana Sudjono, Departemen of Environmental Engineering, ITB.

Purnama, S. 2002. Hasil Aman Eksploitasi Air Tanah di Kota Semarang, Propinsi Jawa Tengah.Majalah Geografi Indonesia 16 (2) : 77-85.

……, 2001 Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 86, tentang Pengelolaan dan Pengendalian Pencemaran Air

……., 2008. Peraturan Pemerintah Repblik Indnesia Nomor 43 tahun 2008 tentang Air tanah

Randolph J, 2004, Environtmental Land Use Planning and Management, Island Press, p 36-52.

Rachmat Fajar Lubis, Air Sebagai Parameter Kendali dalam Tata Ruang, Graduate School of Science and Technology, Chiba University, Japan, 2006

Ranjithan S, Eheart J W, Garrett Jr J H, 1993. Neural Network-based Screening for Groundwater Reclamation Under Uncertainty. Water Resour. Res.29: 563-574 Remson dan Gorelick., (1980). Sensitivitas Analyisis of Optimal Groundwater

Contaminat Capture curves: spatial variability and robust solutions. In proceedings, NWWA Conferences Solving Groundwater Problems with Models (Dumblin, OH: Natipnal Water Association) pp 133-146.

RI (Republik Indonesia). 2008. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 7 Tahun 2004 Tentang Sumber Daya Air, Pemerintah Republik Indonesia, Jakarta.

RI (Republik Indonesia). 2009. Undang-Undang Nomor 32 Tahun 2009 Tentang Pelindungan dan Pengelolaan LIngkungan Hidup, Pemerintah Republik

RI (Republik Indonesia). 2008. Peraturan Pemerintah Nomor 43 Tahun 2008 Tentang Air Tanah, Pemerintah Republik Indonesia, Jakarta.

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 492/MENKES/PER/IV/2010) tentang persyaratan kualitas air minum

RI (Republik Indonesia). 2008. Keputusan Presiden Nomor 26 Tahun 2011 Tentang Penetapan Cekungan Air Tanah , Pemerintah Republik Indonesia, Jakarta.

Rockafellar, R.T., and R.J-B. Wets. 1991. Scenarios and Policy Aggregation in Optimization under Uncertainty. Math.Oper.Res. 16, 119-147

Rockafellar, R. T. 1999. Duality and optimality in multistage stochastic programming. Ann. Oper. Res.85, 1-19.

Saad O.M, B.M.A. Hassan and I.M. Hizam, 2011. Optumizing the Underground Water Confined Steady flow using a Fuzzy Approach, Affiican Journal of Mathematics and Computer Sciense Research, vol 4 (11). pp. 350-356.

Sarah P.Hollinshead, Lund Jay R., 2002. Optimization of Environtmental Water Purchases with Uncertainty, In press, Water Resources Research. Columbia University School of Law, Departemen of Civil and Environmental Engineering, University of California, Davia

Shu-Guang Li, Hua-Sheng Liao, Chucn Fa-Ni. Stochastik Modeling of Complex non sttionary Groundwater System

Siregar, Doli D. 2004. Manajemen Aset Strategi Penataan Konsep Pembangunan Berkelanjutan Secara Nasional Dalam Konteks Kepala Daerah Sebagai CEO’s pada Era Globalisasi & Otonomi Daerah. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Soedijono, B. 1995. Model Matematika. Program Pascasarjana UGM, Yogyakarta. Soemarto, C.D., 1999, Hidrologi Teknik Edisi 2, Erlangga, Jakarta.

Soerjani, M, Ahmad, dan Munir, R. 1987. Lingkungan Sumber Daya Alam dan Kependudukan dalam Pembangunan. Penerbit Universitas Indonesia. UI Press. Jakarta

Sugandhy, dan Aca, Rustam Hakim, 2007, Prinsip Dasar Kebijakan Pembangunan Berkelanjutan Berwawasan Lingkungan, Cet. I, Bumi Aksara, Jakarta.

Subramanya, K. (1984). Engineering Hydrology. Tata McGraw Hill Publishing Company Limited. New Delhi

Sukardi, 1984. Air Tanah dan Keterdapatan, Pengembangan, dan Pengelolaannya, Bandung

Suripin, 2002. Pelestarian Sumbedaya Tanah dan Air, Yogyakarta, Andi Offset, hal. 142.

Taylor, 1994. A First Course In Stochastic Processes, Academic Press. Inc.,

Tiedeman G, Gorelick S M 1993 Analysis of Uncertainty in Optimal Groundwater Conyaminant Capture Design. Wate rosour. 29: 2139-2153

Tyson, J. M., dan Guarino, C. F., Best, H. J. and Tanaka, K.: 1993, Management and

institutional aspects, Wat. Sci. Tech. 27(12), 159–172.

Todd, D.K. 1995. Groundwater Hydrology. second edition.Singapore: John Wiley & Sons.

Tung YK. 1986, Goundwate management by chance –constrained model. J. Water Resour Planning Manage, Div., Am. Civ. Eng. 112: 1-19

United Nations Division for Sustainable Development. Documents: Sustainable Development Issues Retrieved: 2007-05-12

Usmar, dkk., 2006. Tinjauan Hidrologi Laporan Tugas Akhir Pemanfaatan Air Tanah Untuk Memenuhi Air Irigasi Di Kabupaten Kudus Jawa Tengah

Va der Heijde,P.K.M. et al 1985. Groundwater Management The Use of Nummerical Models. 2nd edition, AGU Water Resources Monograph No. 5, Washington, D.C.

Wagner B J, Gorelick.S M, 1987. Optimal Groundwater Quality Management Under Parameter Uncertainty, Water Resour, Res 23: 1162-1174.

Wagner J M, , 1988. Stochastic Programming with Recourse Applied to Groundwater Quality Management.Massachusetts Institute of Technology. Res. 25:2210-2225. Wagner J M, Gorelick S M, 1992. Reliable Aquifer Remediation in the Presence of

Spatially Variable Hydroulich Conductivity : From data to design. Water resour. Res. 25:2210-2225.

Wagner, J.M., Shamir, U., Nemati, H.R., 1992. Groundwater quality management under uncertainty: stochastic programming approache sand the value of information. Water Resources Research 28, 1233–1246.

West Java EPA. 2006. Analysis final report Groundwater management, Bandung (unpublished).

Winardi. 1999. Pengantar Tentang Teori Sistem dan Analisis Sistem. Mandar Maju, Bandung.

Whiffen G J, Shoemaker C A 1993 nonlinear weighted feedback control of groundwater remediation under uncertainty. Water resour. Res. 29:3277-3298

Willis R, 1976a. Optimal groundwater quality management: Well injection of waste water, water resour, Res. 12: 47-53.

Willis R, 1976b. Optimal groundwater resource management using the response equation method, in Finite elements in water resources.

Willis R, 1979. A planing model for the management of groundwater quality Water resour. Res. 15:1305-1312.

Willis R, Liu P, 1984. Optimitation for groundwater planning, J. Water Resour, Planning Manage, Div, Am, Soc, Civ, Eng. 110: 333-347.

Willis R, Newman BA, 1977. Management model for groundwater development, J. Water Resour. Planning Manage, Div, Am, Soc, Civ, Eng. 103: 159-171

Wright, S. E. 1994. Primal-dual aggregation and disaggregation for stochastic linear programs. Math. Oper. Res. 19, 893-908.

Yeh, W. W. G. (1986). “Review of parameter-identification procedures in groundwater hydrology The inverse problem.” Water Resour. Res.,22(2), 95–108.

Zulkarnaini,dan Priana Sudjono, 2006. System Interrelationship Model As Basis For Computer Programming On Groundwater Conservation In Semarang 1) email : zulkarnaini_80@yahoo.com,

Zhang,X.H, Zang H.W,Chen.B,Guo.H.C,Chen,G.O, Zhao,B.A. 2007. An Inexact-stochastic Dual Water Supply Programming Model. Article in press.

memteq@bdg.centrin.net.id

Zbigniew N , Hans F. Ravn. 2000. A review of mathematical models in economic environmental problems. System Research Institute, Polish Academy of sciences, Newelska 6 E-mail:naborski@ibspan.waw.pl.

Zhang YK, Zhang D. Forum: The state of stochastic hydrology. Stoch Environ Res Risk Assess 2004;18(4):265.