Geografi adalah ilmu yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena fisik dan manusia di atas permukaan bumi. Kata geografi berasal dari Bahasa Yunani yaitu gêo ("Bumi") dan graphein ("menulis", atau "menjelaskan").

Geografi juga merupakan nama judul buku bersejarah pada subjek ini, yang terkenal adalah Geographia tulisan Klaudios Ptolemaios (abad kedua).

Geografi lebih dari sekedar kartografi, studi tentang peta. Geografi tidak hanya menjawab apa dan dimana di atas muka bumi, tapi juga mengapa di situ dan tidak di tempat lainnya, kadang diartikan dengan "lokasi pada ruang." Geografi mempelajari hal ini, baik yang disebabkan oleh alam atau manusia. Juga mempelajari akibat yang disebabkan dari perbedaan yang terjadi itu.

Pengertian menurut para ahli

Erastothenes (abad ke-1)

Geografi berasal dari kata geographica yang berarti penulisan atau penggambaran mengenai bumi.

Ullman (1954)

Geografi adalah interaksi antar ruang.

Strabo (1970)

Geografi erat kaitannya dengan faktor lokasi, karakterisitik tertentu dan hubungan antar wilayah secara keseluruhan. Pendapat ini kemuadian disebut konsep Natural Atrribut of Place.

Prof. Bintarto (1981)

Geografi mempelajari hubungan kausal gejala-gejala di permukaan bumi, baik yang bersifat fisik maupun yang menyangkut kehidupan makhluk hidup beserta permasalahannya melalui pendekatan keruangan, kelingkungan, dan regional untuk kepentingan program, proses, dan keberhasilan pembangunan.

Hasil seminar dan lokakarya di Semarang (1988)

Geografi adalah ilmu yang mempelajari persamaan dan perbedaan fenomena geosfer dengan sudut pandang kewilayahan dan kelingkungan dalam konteks keruangan.

Konsep

Konsep Lokasi

Konsep lokasi adalah konsep utama yang akan digunakan untuk mengetahui fenomena geosfer. Konsep lokasi dibagi atas:

Lokasi absolut : lokasi menurut letak lintang dan bujur bersifat tetap. Contoh : Indonesia terletak di antara 6°LU-11°LS dan di antara 95°BT-141°BT.Lokasi relatif : lokasi yang tergantung pengaruh daerah sekitarnya dan sifatnya berubah. Contoh: Indonesia terletak antara Benua Asia dan Australia.

Konsep Jarak

Dalam kehidupan sosial ekonomi, jarak memiliki arti penting. Dalam geografi jarak dapat diukur dengan dua cara, yaitu jarak geometrik dinyatakan dalam satuan panjang kilometer dan jarak waktu yang diukur dengan satuan waktu (jarak tempuh).

Konsep Keterjangkauan

Sulit atau mudahnya suatu lokasi untuk dapat dijangkau dipengaruhi oleh lokasi, jarak dan kondisi tempat. Contoh: Surabaya–Jakarta bisa ditempuh dengan bus atau pesawat.

Konsep Pola

Pola merupakan tatanan geometris yang beraturan. Contoh, penerapan konsep pola adalah pola permukiman penduduk yang memanjang mengikuti jalan raya atau sungai.

Konsep Geomorfologi

Geomorfologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk permukaan bumi. Ilmu geografi tidak terlepas dari bentuk-bentuk permukaan bumi, seperti pegunungan, perbukitan, lembah dan dataran. Hal inilah yang menyebabkan permukaan bumi merupakan objek studi geografi.

Konsep Aglomerasi

Aglomerasi merupakan kecenderungan pengelompokan suatu gejala yang terkait dengan aktivitas manusia. Misalnya pengelompokan kawasan industri, pusat perdagangan dan daerah pemukiman.

Konsep Nilai Kegunaan

Manfaat yang diberikan oleh suatu wilayah di muka bumi pada makhluk hidup, tidak akan sama pada semua orang. Nilai kegunaan pun bersifat relatif. Misalnya pantai mempunyai nilai kegunaan yang tinggi sebagai tempat rekreasi bagi warga kota yang selalu hidup dalam keramaian, kebisingan dan kesibukan.

Konsep Interaksi Interdependensi

Interaksi merupakan terjadinya hubungan yang saling mempengaruhi antara suatu gejala dengan gejala lainnya. Contohnya adalah perbedaan kondisi antara daerah pedesaan dan perkotaan yang kemudian dapat menimbulkan suatu kegiatan interaksi seperti halnya penyaluran kebutuhan pangan, arus urbanisasi maupun alih teknologi.

Konsep Diferensiasi Area

Fenomena yang berbeda antara tempat yang satu dengan yang lain. Contoh: Areal pedesaan khas dan corak persawahan.

Konsep Keterkaitan Keruangan

Keterkaitan antara suatu fenomena dengan fenomena lainnya merupakan suatu keterkaitan keruangan. Misalnya hubungan antara kemiringan lereng di suatu wilayah dengan ketebalan lapisan tanah serta hubungan antara daerah kapur dengan kesulitan air.

Pendekatan

Pendekatan Spasial (Keruangan)

Analisis keruangan merupakan pendekatan yang khas dalam geografi karena merupakan studi tentang keragaman ruang muka bumi dengan menelaah masing-masing aspek-aspek keruangannya. Aspek-aspek ruang muka bumi meliputi faktor lokasi, kondisi alam, dan kondisi sosial budaya masyarakatnya. Dalam mengkaji aspek-aspek tersebut, seorang ahli geografi sangat memperhatikan faktor letak, distribusi (persebaran), interelasi serta interaksinya. Salah satu contoh pendekatan keruangan tersebut adalah sebidang tanah yang harganya mahal karena tanahnya subur dan terletak di pinggir jalan. Pada contoh tersebut, yang pertama adalah menilai tanah berdasarkan produktivitas pertanian, sedangkan yang kedua menilai tanah berdasarkan nilai ruangnya yaitu letak yang strategis.

Pendekatan Ekologi (Lingkungan)

Pendekatan lingkungan didasarkan pada salah satu prinsip dalam disiplin ilmu biologi, yaitu interelasi yang menonjol antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Di dalam analisis lingkungan geografi menelaah gejala interaksi dan interelasi antara komponen fisikal (alamiah) dengan nonfisik (sosial). Pendekatan ekologi melakukan analisis dengan melihat perubahan komponen biotik dan abiotik dalam keseimbangan ekosistem suatu wilayah. Misalnya, suatu padang rumput yang ditinggalkan oleh kawanan hewan pemakan rumput akan menyebabkan terjadinya perubahan lahan dan kompetisi penghuninya.

Pendekatan Regional (Kompleks Wilayah)

Analisis kompleks wilayah membandingkan berbagai kawasan di muka bumi dengan memperhatikan aspek-aspek keruangan dan lingkungan dari masing-masing wilayah secara komprehensif. Contohnya, wilayah kutub tentu sangat berbeda karakteristik wilayahnya dengan wilayah khatulistiwa.

IDENTIFIKASI AIR TANAH DAN PEMANFAATANYA UNTUK PERTANIAN

Hendri Sosiawan

Air Tanah

Air tanah merupakan komponen dari suatu sistem daur hidrologi (hydrology cycle) yang terdiri rangkaian proses yang saling berkaitan antara proses atmosferik, proses hidrologi permukaan dan proses hidrologi bawah permukaan (Gambar 1). Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui evaporasi , transpirasi, kondensasi dan presipitasi. Di luar sistem tersebut persoalan air tanah bahkan seringkali melibatkan aspek politik dan sosial budaya yang sangat menentukan keberadaan air tanah di suatu daerah. Siklus hidrologi menggambarkan hubungan antara curah hujan, aliran permukaan, infiltrasi, evapotranspirasi dan air tanah. Sumber air tanah berasal dari air yang ada di permukaan tanah (air hujan, air danau dan sebagainya) kemudian meresap ke dalam tanah/akuifer di daerah imbuhan (recharge area) dan mengalir menuju ke daerah lepasan (discharge area). Menurut Direktorat Tata Lingkungan Geologi dan Kawasan Pertambangan aliran air tanah di dalam akuifer dari daerah imbuhan ke daerah lepasan cukup lambat, memerlukan waktu lama bisa puluhan sampai ribuan tahun tergantung dari jarak dan jenis batuan yang dilaluinya. Pada dasarnya air tanah termasuk sumber daya alam yang dapat diperbaharui akan tetapi jika dibandingkan dengan waktu umur manusia air tanah bisa digolongkan kepada sumber daya alam yang tidak terbaharukan.

Di dalam tanah keberadaan air mengisi sebagian ruang pori-pori tanah yang bisa dimanfaatkan langsung oleh tanaman pada kondisi kelembaban tanah antara kapasitas lapang sampai titik layu permanen pada posisi zona aerasi. Di bawah zona aerasi terdapat zona penjenuhan yang menempatkan air mengisi seluruh ruang pori-pori tanah yang ada dengan kisaran tebal yang selalu berfluktuasi.

Debit dan keberadaan muka air tanah pada zone penjenuhan ini sangat dipengaruhi oleh pasokan air dari daerah imbuhan (recharge zone) yang berada di atasnya, semakin banyak pasokan yang diimbuhkan semakin banyak debit yang tersimpan dalam zone ini. Keberadaan air tanah pada zone ini seringkali disebut sebagai air (tanah) bebas. Ketebalan air bebas yang ada dalam tanah bisa mencapai puluhan meter tergantung dari letak lapisan batuan padu (consolidated rock) yang ada di bawahnya. Lapisan batuan padu (batuliat, batupasir, batugamping, batuan kristalin, dan shale) yang mengandung air tanah dalam lubang pelarutan, atau di rekahan batuan (lapisan batuan pembawa air tanah) disebut sebagai akuifer.

Air tanah adalah semua air yang terdapat pada lapisan pengandung air (akuifer) di bawah permukaan tanah, mengisi ruang pori batuan dan berada di bawah water table. Akuifer merupakan suatu lapisan, formasi atau kumpulan formasi geologi yang jenuh air yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan meluluskan air dalam jumlah cukup dan ekonomis, serta bentuk dan kedalamannya terbentuk ketika terbentuknya cekungan air tanah. Cekungan air tanah adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan air tanah berlangsung. Potensi air tanah di suatu cekungan sangat tergantung kepada porositas dan kemampuan batuan untuk meluluskan (permeability) dan meneruskan (transmissivity) air. Kelulusan tanah atau batuan merupakan ukuran mudah atau tidaknya bahan itu dilalui air. Air tanah mengalir dengan laju yang berbeda pada jenis tanah yang berbeda. Air tanah mengalir lebih cepat melalui tanah berpasir tetapi bergerak lebih lambat pada tanah liat.

Bagaimana Mengidentifikasinya?

Pengukuran karakteristik air tanah dilakukan dengan menggunakan alat resistivity meter/terameter (Gambar 2). Pengukuran dilakukan di lapangan dengan menentukan titik deteksi terameter berdasarkan jenis tanah, kondisi geologi, dan hidrogeologinya. Untuk ketepatan penentuan titik dan mempermudah deteksi terlebih dahulu dilakukan penentuan posisi titik menggunakan GPS (Geo Posizioning System) selanjutnya dilakukan deteksi untuk menentukan ketahanan jenis semu dan kedalaman overburden dan akuifernya di lapangan. Titik yang dideteksi adalah yang memenuhi kriteria sebagai berikut: (a) berada pada hamparan 600 m dengan topografi datar, (b) jauh dari kawat berduri dan besi dalam tanah, dan (c) jauh dari tegangan tinggi.

Terameter bekerja dengan cara menembakkan arus listrik ke dalam tanah dengan memakai elektrode-elektrode ke dalam tanah dan mengambil nilai hambatannya dalam dimensi waktu respon, alat ini dapat menunjukkan material di bawah permukaan bumi pada kedalaman lebih dari 200 meter tanpa melalui pengeboran. Dari data sifat kelistrikan material bawah tanah terutama batuan yang berupa besaran tahanan jenis (resistivity), masing-masing dikelompokkan dan ditafsirkan dengan mempertimbangkan data kondisi geologi setempat yang ada.

Gambar 2. Alat pengukur air tanah (terameter) dan pengukuran air tanah di lapangan.

Perbedaan sifat kelistrikan batuan antara lain disebabkan oleh perbedaan macam mineral penyusun, porositas dan permeabilitas batuan, kandungan air, suhu, dan sebagainya. Dengan mempertimbangkan beberapa faktor di atas, dapat diintepretasikan kondisi air bawah tanah di suatu daerah, yaitu dengan melokalisir lapisan batuan berpotensi air bawah tanah.

Pengukuran besarnya tahanan jenis batuan di bawah permukaan tanah dengan menggunakan metode Vertical Electrical Sounding (VES) dilakukan untuk mengetahui susunan lapisan batuan bawah tanah secara vertikal, yaitu dengan cara memberikan arus listrik ke dalam tanah dan mencatat perbedaan potensial terukur. Nilai tahanan jenis batuan yang diukur langsung di lapangan adalah nilai tahanan jenis semu (apparent resistivity), dengan demikian nilai tahanan jenis di lapangan harus dihitung dan dianalisis untuk mendapatkan nilai tahanan jenis sebenarnya (true resistivity) dengan metode Schlumberger. Selanjutnya untuk pengolahan dan perhitungan data lapangan untuk mendapatkan nilai tahanan jenis yang sebenarnya, serta intepretasi kedalaman dan ketebalannya digunakan perangkat lunak komputer. Berdasarkan nilai tahanan jenis sebenarnya, maka dapat dilakukan interpretasi macam batuan, kedalaman, ketebalan, dan kemungkinan kandungan air bawah tanahnya, sehingga didapatkan gambaran daerah-daerah yang berpotensi mengandung air bawah tanah serta dapat ditentukan rencana titik-titik pemboran air bawah tanah.

Seperti apa hasilnya dan bagaimana memanfaatkan datanya ?

Berdasarkan hasil pengukuran lapang dibuat kurva resistivity semu, kemudian diinterpretasikan dengan memakai software IPI2WIN. Software ini akan menghasilkan resistivitas yang nyata untuk masing-masing lapisan berdasarkan kurva resistivitas semu dengan memakai algoritma Newton untuk meminimalisir regularized fitting error secara otomatis. Hasil interpretasi grafik resistivitas disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3: Hasil interpretasi grafik resistivitas

Selanjutnya dapat diidentifikasi jenis lapisan yang merfleksikan lapisan overburden yang bersifat kurang dan tidak lulus air dengan nilai resistivitas berkisar 350 Ohm meter.

Secara umum hasil identifikasi air tanah menyajikan gambaran stratifikasi Hidrogeologi dari penampang tanah yang diukur resivitasntya mulai dari lapisan atas ke bawah adalah. Letak kedalaman dan ketebalan dari setiap komponen stratifikasi geologi di setiap blok yang diamati bervariasi yang mencerminkan dinamika letak dan potensi air tanah yang ada di titik pengukuran dan biasanya mempunyai urutan stratifikasi dari lapisan atas kebawah adalah Overbuden, Aquifer1, Aquitard1, Aquifer2 dan Aquitard2 seperti yang diilustrasikan pada gambar 4.

Overburden adalah: lapisan partikel tanah, batuan atau material lainya yang berada di atas batuan induk atau lapisan lain yang mempunyai nilai ilmiah atau nilai ekonomis seperti bahan tambang( emas, batu bara, minyak bumi dan lainya) atau air tanah.

Aquifer adalah lapisan di bawah permukaan tanah yang terdiri dari formasi atau kelompok formasi satuan geologi yang tembus air (permeable) baik yang terkonsolidasi (misalnya lempung) maupun yang tidak terkonsolidasi (pasir) dengan kondisi jenuh air dalam jumlah yang cukup banyak.

Aquitard adalah lapisan, formasi, atau kelompok formasi geologi yang lulus air (permable) dengan nilai konduktivitas hidraulik yang kecil namun masih memungkinkan air melewati lapisan ini walaupun dengan gerakan yang lambat. Dapat dikatakan juga merupakan lapisan pembatas atas dan bawah suatu lapisan aquifer setengah tertekan (semi confined aquifer).

Berdasarkan letak dan potensinya akuifer dibedakan menjadi akuifer bebas, akuifer setengah tertekan dan akuifer tertekan.

Akuifer bebas adalah akuifer yang mempunyai bidang bagian atas berupa zona tidak jenuh air dan dibatasi oleh muka air bawah tanah. Besarnya kandungan dan luas penyebaran air bawah tanah yang tersimpan di dalam akuifer bebas sangat dipengaruhi oleh iklim terutama curah hujan, relief dan kemiringan lahan, jenis litologi, vegetasi dan kondisi lingkungan, dengan demikian debitnya sangat dipengaruhi oleh keseimbangan antara imbuhan (recharge) dari lingkungan sekitarnya (air hujan dan rembesan samping) dengan volume yang di eksploitasi.

Akuifer setengah tertekan adalah Merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas berupa aquitard dan lapisan bawahnya merupakan aquiclude. Pada lapisan pembatas di bagian atasnya karena bersifat aquitard masih ada air yang mengalir ke akuifer tersebut (influx) walaupun hidraulik konduktivitasnya jauh lebih kecil dibandingkan hidraulik konduktivitas akuifer. Tekanan airnya pada akuifer lebih besar dari tekanan atmosfir.

Akuifer tertekan adalah Merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya merupakan aquiclude dan tekanan airnya lebih besar dari tekanan atmosfir. Pada lapisan pembatasnya tidak ada air yang mengalir (no flux).

Gambar 4: Ilustrasi penampang profil stratifkasi lapisan geohidrologi Kebun Surya Adi

Gambaran kuantitatif potensi air tanah di setiap lapisan tersebut umumnya disajikan dalam bentuk data tabular seperti yang disajikan pada tabel 1 dan atau data grafik seperti yang disajikan pada gambar 5.

Tabel 1. Hasil pengukuran air tanah yang menunjukkan potensi, kedalaman, ketebalan dan kualitas air tanah

Gambar 5. Ilustrasi hasil pengukuran air tanah di Kodibangedo, Sumba Barat

Pemanfaatan data hasil pengukuran air tanah

Data hasil pengukuran air tanah dapat digunakan sebagai dasar dalam menentukan titik lokasi pembuatan sumur bor terutama untuk mengeksploitasi air tanah dalam. Di bidang pertanian penggunaan air tanah dalam sebagai alternatif irigasi suplementer merupakan salah satu pilihan untuk kawasan pertanian yang mempunyai kendala keterbatasan air permukaan. Berdasarkan data hasil pengukuran air tanah, lokasi yang disarankan untuk dilakukan pengeboran adalah air tanah dalam (akuifer tertekan) yang mempunyai kedalaman lebih dari 40 meter, pertimbangannya adalah pada kedalaman tersebut secara hidrogeologi umumnya air tanahnya merupakan air tanah dalam yangtidak dipengaruhi oleh kondisi fluktuasi air permukaan. Dengan demikian eksploitasi air tanah yang akan dilakukan tidak akan menjadi kompetitor pemanfaatan air untuk keperluan domestik. Untuk mengetahui potensi debit sumur yang akan dieksploitasi dilakukan uji pompa (pumping test) menggunakan pompa irigasi, alat pengukur kedalaman muka air tanah (contack gauge) serta stopwatch.

Pemanfaatan air tanah dalam sebagai alternatif irigasi suplementer

Dengan semakin terbatasnya ketersediaan air perrmukaan, pemanfaatan air tanah sebagai irigasi suplementer pada budidaya pertanian menjadi alternatif yang tidak terelakan. Tergantung kandungan potensinya, air tanah tidak hanya dimanfaatkan untuk irigasi suplementer tanaman semusim akan tetapi juga dapat dijadikan sebagai solusi irigasi untuk tanaman tahunan. Tentu saja agar pemanfaatan air tanah dalam untuk irigasi suplementer menjadi lebih efisien diperlukan dukungan analisis kebutuhan air tanaman untuk mendapatkan saat tanam yang optimal agar defisit air pada fase kritis pertumbuhan tanaman dapat dihindari sehingga dapat ditekan kehilangan hasil pada daerah-daerah yang pasokan airnya terbatas.

Beberapa contoh pemanfaatan air tanah dalam untuk menjamin kesinambungan produksi dan produktivitas antara lain adalah budidaya pertanian terpadu dengan komoditas jagung hibrida, sayuran, pakan ternak dan jarak pagar seluas 5 ha di Desa Bayan, Lombok Nusa Tenggara Barat (Gambar 6). Upaya pemanfaatan air tanah dalam sebagai alternatif irigasi suplementer pada kebun bibit kelapa sawit PT. Sampoerna Agro, TBK., di Mesuji, Ogan Komering Ilir, Sumatera Selatan ( Gambar 7) dan pendayagunaan sumberdaya air tanah untuk pengembangan komoditas sayuran, jagung dan kelapa di Amanuban Selatan, Kabupaten Timor Tengah Selatan, Nusa Tenggara Timur (Gambar 8).

Gambar 6. Pemanfaatan air tanah dalam sebagai alternatif irigasi suplementer pada budidaya pertanian terpadu dengan komoditas jagung hibrida, sayuran, pakan ternak dan jarak pagar seluas 5 ha di Desa Bayan, Lombok Nusa Tenggara Barat.

Gambar 7. Pemanfaatan air tanah dalam sebagai alternatif irigasi suplementer pada kebun bibit kelapa sawit PT. Sampoerno Agro, TBK., di Kecamatan Mesuji, Ogan Komering Ilir, Sumatera Selatan.

Gambar 8. Pendayagunaan sumberdaya air tanah untuk pengembangan komoditas sayuran, jagung dan kelapa di Amanuban Selatan, Kabupaten Timor Tengah Selatan, Nusa Tenggara Timur.