AIR DAN KEMANDIRIAN PULAU
Menyelami Nadi Alam Yang Tersirat
oleh
Mohd Harun abdullah
Sekolah Sains dan Teknologi
Universiti Malaysia Sabah
Syarahan Perdana Profesor
UNIVERSITI MALAYSIA SABAH
PENGENALAN
Air : asas bagi kehidupan semua organisma; perlu untuk kemapanan sesebuah ekosistem termasuk ekosistem pulau. Memahami sistem dan sifat sumber air di ekosistem pulau wajar diterokai. Eilandhydrology – bidang mempelajari taburan, pergerakan dan sifat air dalam ekosistem pulau bersaiz kecil secara saintifik. Air : nadi alam oleh kerana aliran dan kitarannya di dalam alam merupakan penentu kemandirian sesuatu organisma mahupun sesebuah ekosistem.
SIFAT DAN KEISTIMEWAAN AIR
Ketumpatan Air. Air mempunyai ketumpatan yang berbeza berdasarkan tahap kemasinan yang berlainan (air masin lebih tumpat daripada air tawar).
Providing safe drinking water is reachable goal for every islander
Ketegangan Permukaan Air. Molekul air mampu menghasilkan banyak ikatan hidrogen yang kuat.
… sifat dan keistimewaan air
The totality of the force is so great on the water column found in xylem elements; the water is physically pulled upwards to meet the demand of the transpiring cells. This pull or force that drains the water is called transpiration pull or suction
pressure.
Kepolaran Air. Kepolaran dan pemalar dwielektrik yang tinggi menjadikan air sebagai pelarut yang sangat baik.
… sifat dan keistimewaan air
Each water molecule can make or accept two H-Bonds, the strong attraction between hydrogen atoms on one water molecule to the oxygen atom on another water molecule.
Muatan Haba Air. Muatan haba air yang besar, 75.5 J/mol K, menyimpan haba di dalam air dengan kuantiti yang banyak tetapi dengan perubahan suhu yang minimum.
… sifat dan keistimewaan air
Molecules undergo many characteristic internal vibrations. Potential energy stored in these internal degrees of freedom contributes to a sample’s energy content, but not to its temperature. More internal degrees of freedom tend to increase a substance's specific heat capacity, so long as temperatures are high enough to overcome quantum effects.
Tumbuhan-tumbuhan komponen utama menduduki permukaan bumi di sesebuah pulau.
Tumbuh-Tumbuhan dan Keistimewaan Air
MENGENALI KEISTIMEWAAN
DAN EKOSISTEM PULAU
Keistimewaan Pulau Pulau suatu lokasi yang mempunyai pelbagai fungsi dan nilai (sosio-ekonomi, pelancongan, alam sekitar, pertahanan dll.).
.... keistimewaan Pulau Menjadi daya tarikan dan destinasi pelancongan yang membawa banyak manfaat khususnya menyumbang kepada pertumbuhan ekonomi. Negeri Sabah mencatat ketibaan pelancong seramai 2.5 juta orang dan pendapatan hasil daripada pelancongan sekitar RM4 billion pada tahun 2009.
Tourism Economy revenue
Keunikan Pulau Bersaiz Kecil dan Sumber Air
Kebanyakan pulau yang terdapat di sekitar perairan Malaysia bersaiz kecil. Pulau bersaiz kecil mempunyai ciri-ciri fizikal, demografi dan ekonomi yang tersendiri. Geologi pulau mempengaruhi kualiti dan kehadiran air bawah tanah di pulau.
Keadaan sumber air bawah tanah
di pulau bersaiz kecil yang berlainan geologi
batuan dasar
batuan dasar
air payau
air tawar
pulau
air masin
(a) Pulau batu karang
air payau
pulau
air masin
air tawar
(b) Pulau dengan dasar yang tak telap
air laut air laut
KEMAPANAN PULAU
DARI PERSPEKTIF SUMBER AIR
Kewujudan dan Simpanan Air di Pulau
Pulau bersaiz kecil mempunyai keluasan kawasan yang terhad; tidak mempunyai air permukaan sebagai sumber air tawar; mempunyai ciri-ciri dan masalah unik yang tersendiri, dan mudah terancam terhadap ketidak-imbangan hidrologi. Dua masalah yang lazim dikaitkan dalam hal sedemikian yakni aspek kuantiti air dan aspek kualiti air yang wujud di pulau berkenaan.
Batuan
tak telap
Permukaan tanah
Air vados
water
Air bawah
tanah
(Air freatik)
Zon air tanah
Zon vados
pertengahan
Zon rerambut
Zon udara
Zon tepu
Muka air bawah tanah
Profil air bawah
tanah di pulau.
Konsep Imbangan Air di Pulau
K – SP – LP – I S = r di mana, K = kerpasan SP = sejatpeluhan LP = larian permukaan I = imbuhan air bawah tanah S = perubahan simpanan air tanah r = jumlah ralat dlm imbangan air
K SP
LP
Freshwater lens typical of small islands showing disruption of the freshwater/saltwater interface by pumping wells
Small Islands and Groundwater
Pembekalan Air Tawar
Dengan sumber air bawah tanah pulau yang terhad, bekalan air tawar di pulau bersaiz kecil lazimnya diperolehi daripada beberapa sumber pilihan yang lain seperti pengumpulan air hujan, pemerangkapan air aliran permukaan, penyahmasinan air laut atau air payau, dan membawa masuk air dari tempat lain.
Lakaran
rekabentuk
penuaian
air hujan
KAJIAN AIR BAWAH TANAH PULAU DI MALAYSIA
Di Malaysia kajian-kajian sumber air bawah tanah di pulau telah dilakukan oleh pelbagai pihak untuk pelbagai tujuan. Praveena et al. (2011) telah mengkategorikan kajian-kajian sedemikian kepada tiga perspektif: • perspektif lokasi penyelidikan • perspektif kaedah penyelidikan • perspektif jenis penyelidikan.
Pencuaran di kawasan telaga pengepaman di Pulau Manukan.
Penggunaan Model Numerik dalam Penyelidikan Air Bawah Tanah Pulau
Contoh beberapa jenis model: SUTRA, ASMWIN-Aquifer Simulation Model for Windows, MT3D model, Visual MODFLOW dan SEAWAT-2000.
Contoh aplikasi Model Numerik bagi kawasan rendah di Pulau Manukan mengguna protokol permodelan
Numerical model of Manukan Island
Analisis Hidrokimia dalam Penyelidikan Air Bawah Tanah Pulau
Analisis hidrokimia merupakan kaedah kedua paling banyak diguna dalam kajian air bawah tanah di pulau-pulau di Malaysia. Cara ini paling cepat dan mudah untuk menentu kualiti dan jenis air bawah tanah. Output diguna bagi memahami perubahan kualiti air.
Penggunaan Kaedah Geofizik dalam Penyelidikan Air Bawah Tanah Pulau
Kaedah geofizik berguna untuk menyokong dapatan yang diperolehi daripada sesuatu kajian air bawah tanah. Kajian mengguna teknik geoelektrik untuk menerangkan ciri-ciri air bawah tanah, dan menentukan bidang temu air tawar-air laut di dalam sesuatu akuifer.
PENGURUSAN & PEMONITORAN
SUMBER AIR PULAU DI MALAYSIA
Kemapanan sumber air tawar di pulau saling bergantung dengan kemapanan ekosistem pulau secara keseluruhan. Di Malaysia, urus tadbir pulau secara umumnya boleh dibahagikan kepada dua kategori, iaitu urus tadbir di bawah bidangkuasa Kerajaan Pusat dan urus tadbir di bawah bidang kuasa Kerajaan Negeri. Pengurusan pulau oleh pihak berkuasa tempatan, seperti bidang kuasa pejabat daerah; ada juga di antara pulau-pulau diurus oleh Jabatan Taman Laut.
Rang Undang-Undang
Di Malaysia terdapat beberapa rang undang-undang yang berkaitan dengan pemantauan kualiti air bawah tanah, di antaranya Akta Kualiti Alam Sekeliling (1974), Akta Penyiasatan Kajibumi (1974), Enakmen Bekalan Air Negeri dan Akta Makanan (1983).
Stesen telaga pemantau kualiti air bawah tanah Jabatan Alam Sekitar, di Pulau Manukan
Sejenis alat penyampel air bawah tanah
Pemantauan Sumber Air Tawar
Penilaian Kualiti Air Bawah Tanah
Rajah Piper
Air laut
PETUNJUK
Pulau Sipadan:
Suatu Iktibar
dan Harapan
Pulau Sipadan
Kemerosotan Kualiti Sumber Air dan Alam Sekitar Pulau Sipadan
SEJARAH PEMBINAAN RESORT DI PULAU SIPADAN: • Wujud sebuah syarikat resort pada penghujung tahun 1980an. • Bertambah menjadi tiga buah pengusaha resort yang berlainan pada tahun 1990. • Seterusnya meningkat menjadi enam buah syarikat resort yang beroperasi di pulau ini.
Evolusi komposisi ion utama air bawah tanah di Pulau Sipadan
Percampuran terus air
tawar dengan air laut
Peningkatan
kandungan
klorida
Komposisi asal kation air
bawah tanah yang tawar
Peralihan kation
(peningkatan ion
Na; pengurangan
ion Ca)
PETUNJUK
Air laut
Harapan Masa Depan
Pada tahun 2002, Mahkamah Keadilan Antarabangsa (ICJ) memutuskan bahawa Pulau Sipadan dan Pulau Ligitan milik Malaysia. Menyusuli, arahan Kerajaan: semua pengusaha pelancongan diminta berpindah dari Pulau Sipadan bagi melindungi ekosistem pulau.
…..harapan masa depan
Kepekatan klorida di dalam air bawah tanah
kawasan tengah Pulau Sipadan mula menurun tahun 2005. (Arahan semua resort keluar dari Pulau Sipadan pada tahun 2003)
Economic growth
Balanced between
recharge & discharge
Experiencing water stress due to groundwater extraction
Easily overexploited
Vulnerable to climate change
Pressure of island resources and
impacts of freshwater resources
Extractions, evapotranspiration,
discharge and mixing of seawater
Outstanding tourist
destinations
ISU DAN CABARAN
Masalah Pertama Penerobosan Air Laut
Pumping causes a cone of depression and...
…draws the salt water upwards into the well.
Luahan air bawah tanah secara berterusan akan menurunkan kualiti sumber air tawar pulau, dan selanjutnya berpotensi mengancam kestabilan ekosistem pulau secara keseluruhannya.
Masalah Kedua Ancaman pada Kestabilan Ekosistem
"Water, water everywhere but not a drop to drink." - SAMUEL COLERIDGE, The Rime of The Ancient Mariner
Kehadiran manusia di atas pulau mengundang penyerapan air buangan dan larut resap ke dalam akuifer.
Masalah Ketiga Larut resap air buangan
Peningkatan bilangan pelawat atau pelancong di sesebuah pulau yang mengakibatkan permintaan terhadap air tawar turut meningkat melebihi daya tampungan pulau tersebut
Cabaran Pertama
Cabaran Kedua
Pemanasan global menjadi cabaran kedua dan merupakan ancaman besar terhadap kemandirian dan kewujudan pulau-pulau yang bersaiz kecil dan bertopografi rendah.
PENUTUP
Pulau aset penting Negara. Sumber air dalam pulau amat berkait rapat dengan kestabilan ekosistem sesebuah pulau. Justeru, strategi the way forward dalam penyelidikan dan pengurusan pulau-pulau di Malaysia perlu dirangka. Perlu ada perancangan yang strategik untuk jangkamasa panjang.
Pulau Layang-Layang
Penghargaan
& Ucapan Terima Kasih
Kepada: Naib Canselor UMS; Para pelajar saya; Guru saya; Jabatan Hidupan Liar Sabah; Kement.Pelancongan & Pembang. Alam Sekitar; Taman-Taman Sabah; Rakan-rakan seperjuangan;
Khas: ibu & ayah; isteri & anak-anak; Jwtnkuasa Penganjur, Pej Pendaftar, Unit Penerbitan, BPK, UMTP, JPP & individu2.
Penghargaan & Ucapan
Terima Kasih
TERIMA KASIH Buku-Buku berikut diterbitkan pada Mei 2012 oleh Penerbit UMS