di universiti malaysia sabah

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