air tanah

Bahan Ajar Hidrologi Dasar (GEF 1301

Airtanah

4.1. PendahuluanAirtanah (groundwater) adalah air yang bergerak dan berada di bawah

permukaan tanah di dalam zona jenuh (saturation zone) dimana tekanan hidrostatiknyasama atau lebih besar dari tekanan atmosfer. Vadose water adalah air yang terdapatpada zone aerasi. Zonasi vertikal air yang berada di bawah permukaan tanah disajikanpada Gambar 4.1. Kandungan airtanah suatu daerah dapat dipengaruhi oleh :

a. Iklim/musimb. Imbuh air (water recharge)c. Kondisi geomorfologid. Kondisi geologi (macam batuan dan setiap batuan)e. Aktivitas manusiaf. VegetasiSebagian besar airtanah berasal dari air hujan yang meresap masuk ke dalam

tanah, airtanah tersebut disebut air meteorik. Selain air meteorik ada air lain yaitujuvenile water (merupakan air yang baru), dapat diklasifikasikan menurut asalnya yaitumagnetic water, volcanic water yang biasanya pangs atau hangat dan mempunyaikandungan sulfur yang tinggi dan cosmic water (berasal dari ruang angkasa bersamadengan meteorit).

Rejuvenad water adalah air yang berasal dari proses geologi seperti kompaksi,metamorfosa dan sedimentasi. Selain itu, ada dua jenis airtanah yaitu metamorphicwater dan connater water yaitu air yang terperangkap dalam formasi batuan sewaktuterjadi proses pengendapan (air ini biasanya berasa payau sampai asin).

BAB IV.AIRTANAH


Airtanah






BAB IV.AIRTANAH


Airtanah






BAB IV.AIRTANAH


Airtanah

Gambar 4.1. Bagian-bagian Air Dibawah Permukaan Tanah (Todd, 1959)

4.2. Sifat Batuan Terhadap AirtanahBerdasarkan kemampuan batuan menyimpan dan meloloskan air, batuan dapat

dibedakan menjadia. Akuifer (aquifer)

Akuifer adalah lapisan pembawa air, lapisan batuan in mempunyai susunansedemikian rupa, sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air dalam jumlah yangcukup berarti di bawah kondisi lapang. Batuan dari akuifer ini bersifat permeabel,contoh batuan permeabel adalah pasir, kerikil, batupasir yang retak-retak dan batugamping yang berlubang-lubang.b. Akuiklud (aquiclude)

Akuiklud adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air, tetapi tidak dapatmeloloskan air dalam jumlah yang berarti. Contoh : lempung, shale, tuf halus, silt.c. Akuitar (aquitard)

Akuitar adalah lapisan atau formasi batuan yang dapat menyimpan air tetapihanya dapat meloloskan air dalam jumlah terbatas.d. Akuifug (aquifuge)

Akuifug adalah lapisan atau formasi batuan yang tidak dapat menyimpandan meloloskan air. Contoh : granit dan batuan yang kompak dan padat.


Airtanah









Airtanah









Airtanah

Tipe-tipe akuiferAkuifer dapat dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu :

unconfined aquifer ( akuifer bebas atau water table aquifer) semi unconfined aquifer semi confined aquifer confined aquifer perched aquifer (akuifer menggantung/bertengger)

Gambar 4.2. menunjukkan beberapa tipe akuifer atas dasar sifat lapisanbatuan pembatasnya. Akuifer bebas adalah akuifer yang bagian bawahnya dibatasioleh lapisan oleh kedap air (impermeabel atau impervious) dan bagian atas dibatasioleh muka airtanah airtanah. Permukaan airtanah dari akuifer ini disebut permukaanphreatic atau water table. Akuifer tertekan (confined aquifer) adalah akuifer yangbagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap air dan mempunyai tekananhidrostatik yang lebih besar dari tekanan atmosfer. Sumur dibuat pada akuifer inibersifat artesis (air sumur ada yang keluar sendiri atau flowing well) dan ada yang tidaksampai mengalir keluar. Gambar 4.3. menunjukkan macam-macam akuifer.Krusseman (1991) menjelaskan mengenai akuifer yang kompleks dan terdiri dariperlapisan batuan yang berbeda sifat terhadap air (permeabel, semi kedap air (bocor)dan kedap air, sehingga secara keseluruhan disebut multi- layered leaky aquifer) .

Gambar 4.2. Penampang Geologi dan Tipe Akuifernya (Todd, 1959)


Airtanah






Airtanah






Airtanah

Gambar 4.3. Akuifer Bocor dan akuifer berlapis (Krusseman, 1991)Kondisi airtanah di suatu daerah dapat diperkirakan berdasarkan tipe batuan,

pelapisan/stratigrafi batuan, satuan geomorfologi dan curah hujan. Batuan sedimenyang belum mengalami konsolidasi atau unconsilodated seperti pasir, pada topografidatar biasanya mempunyai cadangan airtanah tinggi. Struktur volkan muda (sepertigunungapi Merapi, Kelud, dll) yang materialnya pada umumnya masih unconsolidatedatau belum mengalami pelapukan lanjut dan topografinya bervariasi dari curam sampaidatar mempunyai kondisi airtanah yang bervariasi. Pada bagian puncak (cone danvolcanic slope), tidak dijumpai airtanah, pada satuan geomorfologi dibawahnya barudijumpai airtanah. Secara umum, fisiografi gunungapi dapat dibedakan menjadi(Gambar 4. 4):

1) volcanic cone2) volcanic slope3) volcanic foot4) fluvio volcanic foot plain5) fluvio volcanic plain


Airtanah





Airtanah





Airtanah

Gambar 4.4. Pembagian fisiografi suatu gunungapi.Pada struktur volkan muda juga dijumpai beberapa sabuk mataair (spring belt)

pada setiap perubahan satuan geomorfologi gunungapi. Wilayah yang berbatuan bekuseperti lava sedimen yang consolidated (breksi) dan metamorfik tidak mempunyaipotensi airtanah, kalau ada airtanah biasanya bersifat lokal. Di wilayah ini banyakdijumpai mata air yang berasal dari retakan batuan (fracture), Joint dan patahan. Batugamping seperti yang banyak terdapat di zone selatan pulau Jawa mempunyai akuifernamun keberadaan airnya sulit dilacak. Namun demikian tidak berarti bahwa daerahbatu gamping tidak ada airnya, air banyak dijumpai pada Iubang-lubang sekunder hasilpelarutan dan keberadaannya sukar dilacak.

Keterdapatan airtanah di suatu daerah ditentukan oleh faktor- faktor curahhujan, evapotranspirasi, topografi, batuan dan kedudukan/struktur perlapisan batuan,vegetasi, dan morfologi daerahnya. Berdasarkan atas faktor tersebut di atas, makasuatu daerah dapat dibedakan menjadi beberapa wilayah satuan airtanah. MenurutBadrudin Machbub (1984) Indonesia dapat dibedakan menjadi lima kawasan satuanairtanah yaitu :1. Kawasan yang terdiri atas batuan berumur Pre-Tersier dan Tersier terdiri dari

sedimen yang berliat kuat dan batuan kristalin. Pada daerah ini potensi airtanahumumnya rendah karena sifat batuan dengan permeabilitas yang rendah.

2. Beberapa cekungan sedimen di Indonesia mengandung airtanah disampingminyak bumi. Air itu terperangkap selama proses sedimentasi dan pemadatansedimen. Jenis ini merupakan air fosil atau connate water yang merupakansumberdaya yang tidak terbarukan dan dapat habis setelah ditambang.

3. Di daerah yang dibentuk oleh satuan batugamping, sering dan bahkan sama sekalitidak dijumpai air permukaan. Batugamping mempunyai porositas sekundersehingga secara setempat dapat menghasilkan air dalam jumlah besar, Contoh :


Airtanah








Airtanah








Airtanah

kawasan batugamping (karst) adalah Gunungkidul, Gombong, dan Maros4. Disekeliling lereng gunungapi yang tersebar luas di Indonesia dapat dijumpai

cadangan airtanah yang sangat kaya. Daerah gunungapi biasa mempunyai curahhujan tinggi dan batuannya mempunyai permeabilitas tinggi. Lereng gunungapidengan permeabilitas batuan yang tinggi sebagai daerah imbuh air untuk daerahdi bawahnya. Pada teluk lereng (break of slope) sering muncul mata air, lebihkearah lereng bawah pada topgrafi yang mulai datar dijumpai akuifer yang sangatproduktif.

5. Kawasan airtanah pada batuan dataran aluvial yang tersebar di Indonesia.Kawasan ini terdiri dari sedimen klastik dataran pantai maupun cekungan antarapegunungan berumur kuarter.

Selanjutnya, Tabel 4.1. mendeskripsikan lokasi-lokasi menurut distribusisumberdaya airtanahnya

Kondisi airtanah di Daerah Istimewa Yogyakarta pernah diteliti oleh MacDonald& Partners (1984) bekerjasama dengan Departemen Pekerjaan Umum. Hasilpenelitiannya adalah bahwa airtanah di Daerah Istimewa Yogyakarta dapatdikelompokkan menjadi beberapa satuan airtanah seperti dalam Tabel 4.2. danGambar 4.5. Airtanah potensial dijumpai di satuan Gunungapi Merapi dan airtanahpotensi rendah dijumpai di Pegunungan Kulon Progo dan Pegununungan Baturagung.Sementara Gambar 4.6. menunjukkan konsep akuifer di bentang lahan hasil pelarutan(solusional).


Airtanah

Tabel 4.1. Sumberdaya Airtanah Menurut lokasi/Cekungan

No Daerah Provinsi AirtanahPotensiAirtanah104m3/ha

No Daerah ProvinsiAirtanahPotensiAirtanah104m3/ha

CEKUNGAN INFTRAMONTAN DATARAN PANTAI1. Bandung 215,9 16 Cilegon 27/02. Garut 7,9 17 Serang-Tenggerang 43,03. Ponorogo-Madiun 456,4 18 Jakarta 115,34. Kediri-Nganjuk 543,6 19 Karawang-Indramayu 107,75. Bondowoso 29,3 20 Tegal-Pekalongan 89,96. Lumajang-Jember 64,7 21 Kendel 21,4

22 Semarang 28,8LERENG GUNUNGAPI 23 Demak-Pati 25,2

7. Purwokerto 18,6 24 Cilacap 16,28. Surakarta-Sragen 58,1 25 Kebumen-Purworejo 15,69. Yogyakarta (U) 22,5 26 Jombanq-Mojokerto 28,810 Probolin ggo-Pacitan 32,3 27 Banda Aceh 7,711 Situbondo-Asembagus 21,4 28 Medan-Tebing Tinggi 146,612 Banyuwangi 35,1 29 Padang 15,313 Teluk - G. Sugih 43,0 30 Palangkaraya 2,5

31 Sidenreng-Rappang 16,2SEDIMEN TERSIER 32 Aroki 14,0

14 Banjarbaru-Martapura 3,615 Rantau-Barabai 6,8

Sumber : sokadri, 1983Keterangan : (u) (Unconfined Artesis)

Tabel 4.2. Satuan Airtanah di DIYUnit Fisiografi Akuifer KeteranganGumuk Pasir Akuifer kecil Konduktivitas hidrolik besarGunungapi Merapi Muda Akuifer besar Akuifer berlapis, sebagian semi

tertekanGunungapi Merapi Tua Akuifer jelekWates,SentoloJonggarangan

Akuifer jelekAkuifer kecilAkuifer jelek

Akuifer berlapis Batu gampingberlapis Batu gamping dan batupasir

Andesit TuaNanggulanKepekWonosari

Akuifer jelekNon akuiferNon akuiferAkuifer besar

Oyo danSambipitu

Akuifer jelek

NglangranSemilirButakKebo

Non akuifer

Sumber : (MacDonald & Partners, 1984)


Airtanah

Gambar 4.5. Konsep Akuifer di Daerah Wates dan Bantul Selatan (MacDonald &Partners ,1984)

Gambar 4.6. Pengaruh Retakan dan Solusi Batuan Sedimen Pada PemunculanMataair (Todd, 19


Airtanah




Airtanah




Airtanah

4.3. Permukaan Airtanah dan FluktuasiPermukaan airtanah dari unconfined aquifer disebut muka freatik (pheratic

surface) atau water table, sedang untuk confined aquifer disebut piezometric surface(bersifat imajiner). Muka airtanah berfluktuasi tergantung dari pengaruh luar sepertitekanan udara, gempa bumi, pasang surut, perubahan recharge (input air), perubahandischarge (output air, dapat akibat pemompaan airtanah). Selanjutnya, perubahansimpanan (storage) airtanah adalah hasil dari perbedaan antara recharge dandischarge.Variasi Musim dan Sekular

Variasi sekular dari permukaan airtanah adalah fluktuasi permukaan airtanahdalam kurun waktu cukup panjang beberapa tahun. Sekular variasi ini disebabkankarena variasi ikiim terutama disebabkan oleh variasi curah hujan. Sedang variasimusiman adalah fluktuasi permukaan tanah dalam kurun waktu satu tahun, variasimusim hubungannya erat dengan variasi musim (musim hujan dan kemarau). Fluktuasiairtanah dapat diamati melalui pengamatan permukaan air sumur. Data fluktuasi inidapat digunakan untuk menetapkan hasil yang aman.

Akuifer dengan recharge (input) yang besar dan tetap biasanya mempunyaifluktuasi rendah dan daerah dengan recharge tidak tetap biasanya mempunyaifluktuasi besar. Gambar 4.7 menunjukkan grafik fluktuasi airtanah untuk akuifer danlingkungan yang berbeda, sumur Balong (No. 3) berada di satuan Gunungapi Merapisedang sumurKarangjati berada di Perbukitan Sentolo. Fluktuasi Muka Freatik Harian

Untuk akuifer unconfined, maka freatik dapat mengalami fluktuasi harian.Fluktuasi ini disebabkan oleh adanya perbedaan evapotranspirasi pada wakktu malamdan slang (evapotranspirasi pada waktu malam lebih besar dari pada slang hari).Gambar 4.8 menunjukkan fluktuasi muka freatik harian. Fluktuasi ini sangat nyataapabila diamati pada waktu musim kemarau (input hujan tidak ada), sehingga datanyadapat dipakai untuk menghitung evapotranspirasi bila diketahui nilai spesifik yieldakuifernya.


Airtanah

Gambar 4.7. Fluktuasi Muka airtanah Freatik pada dua formasi yang berbeda(MacDonald & Partners ,1984)


Airtanah



Airtanah



Airtanah

Gambar 4.8. Fluktuasi Muka Freatik Harlan (Todd, 1959)

Qet = Sy (24 h S)

Qet = Evapotranspirasi dari airtanah (mm/hari)Sy = Specific yield (hasil jenis)h dan s = lihat dalam Gambar

Selanjutnya, nilai Sy dapat diperkirakan dengan menggunakan tabel dancontoh material untuk mengetahui macam materialnya. Tabel 4.3. Menunjukkan nilaispecific yield pada berbagai macam material.


Airtanah

Tabel 4.3. Specific Yield dalam persen (Fetter, 1988)

4.4. Penurunan Permukaan AirtanahAkibat dari pemakaian (pemompaan) airtanah yang berlebihan atau melebihi

hasil aman-nya (safe yield), permukaan airtanah dapat mengalami penurunan. Olehkarena itu pembuatan sumur bor harus mempertimbangkan pengaruh pemompaanagar tidak terjadi dampak negatif (sebagai contoh : intrusi air laut pada akuifer pantaidan penurunan muka tanah/land subsidence).

Gambar 4.9 menunjukkan penampang sumur pada unconfined aquifer, sebagaiakibat adanya pemompaan dengan debit Q sehingga terjadi depresi muka freatik .Seberapa jauh jari-jari Iingkaran pengaruh akibat pemompaan (Ro) dapat dihitungdengan menggunakan rumus sebagai berikut : (Todd, 1959).

h20 h2wQ= K ---------------------------------

Inro/rwKeterangan :Q = debit pemompaan m3/hari (pada akondisi aliran tetap atau steady flow)K = koefisien permeabilitas m3/hari/m2ho = jarak muka freatik awal sampai pada lapisan kedap air (meter)hw= jarak muka freatik dalam sumur sampai pada lapisan kedap air (meter)rw = jari-jari sumur (meter)ro = jari-jari Iingkaran pengaruh (meter)


Airtanah





h20 h2wQ= K ---------------------------------



Airtanah





h20 h2wQ= K ---------------------------------



Airtanah

Gambar 4.9. Aliran pada sumur Unconfined Aquifer (Todd, 1980)Selanjutnya, nilai K/permeabilitas dapat diperoieh dengan cara melakukan ujipemompaan (pimping test) dengan dua sumur (satu sumur untuk pompa dan satusumur untuk observasi penurunan muka freatik). Pemompaan dilakukan sampaidiperoleh keadaan yang steady yaitu debit (Q) tetap dan muka freatik tetap.

Rumusnya sebagai berikut :h21-h2w

Q=1tK ------------------------------In (ri / rw)

hl = jarak muka freatik sampai lapisan kedap air pada sumur 1 (sumur pengamatan)dalam meter

rl = jarak sumur pompa dengan sumur pengamatan (sumur 1 dalammeter)

Q In (r11 rw)K= -----------------------------------

7C (h12 - hw2)


Airtanah



Q=1tK ------------------------------In (ri / rw)



Q In (r11 rw)K= -----------------------------------

7C (h12 - hw2)


Airtanah



Q=1tK ------------------------------In (ri / rw)



Q In (r11 rw)K= -----------------------------------

7C (h12 - hw2)


Airtanah

Selain uji pemompaan, nilai K dapat diperkirakan dengan menggunakan tabel,setiap batuan mempunyai nilai K (label 4.4.); uji di laboratorium atas contoh materialakuifer; dan menggunakan pelacak (larutan penunjuk).

Tabel 4.4. Porositas dan Permeabilitas Batuan

(Seyhan, 1977)Penentuan permeabilitas akuifer dapat dilakukan dengan menggunakan

larutan penunjuk. Bahan larutan penunjuk yang dapat digunakan adalah zat pewarna,garam, dan radioaktif. Larutan penunjuk digunakan untuk menentukan kecepatanaliran, sumur bagian hilir tempat mengamati larutan penunjuk (Gambar 4.10).

Dengan mengetahui gradient hidraulik dari muka freatik, kecepatan rata-ratalarutan penunjuk dan porositas material akuifer, maka permeabilitas dihitung denganmenggunakan persama Darcy (Seyhan, 1977).

a (Vt) dhK= -----------------------------

d1Keterangan :K = permeabilitas akuiferVt = kecepatan rata-rata larutan penunjuka = porositas material akuiferdh/dI = gradient hydraulic muka freatik (beda tinggi muka freatik sumur hulu dengan

hilir per jarak sumur)


Airtanah






a (Vt) dhK= -----------------------------




Airtanah






a (Vt) dhK= -----------------------------




Airtanah

Gambar 4.10. Skema Sumur Percobaan Perhitungan Permeabilitas dengan LarutanPenunjuk (Todd, 1980)

4.5. Aliran Airtanah dan DebitSebagai hasil dari proses diendapkan dan jenis materialnya, maka sistem

akuifer hampir tidak pernah seragam dalam ciri-ciri hidrauliknya. Proses aliranairtanah merupakan suatu gerakan yang didorong oleh gaya berat dan ditahan olehgesekan pada medium porous. Persamaan dasar untuk menjelaskan aliran dan debitairtanah adalah hukum Darcy dan hukum kontinuitas. Perlakuan matematis dari aliranairtanah mempunyai asumsi-asumsi dan generalitasasi sebagai berikut (Dam, 1966dan Seyhan, 1977) 1990).1. Akuifer haruslah homogen dan isotrofik (permeabilitas dalam arah x, y, dan z

adalah sama).2. Lapisan semi-tembus mempunyai ketahanan hidraulik yang seragam.3. Koefisien permeabilitas mempunyai invarian waktu.4. Transbilitas akuifer bebas adalah konstan.5. Koefisien simpanan (storage coeffient) adalah konstan.6. Pelepasan air dari simpanannya adalah seketika.7. Mintakat kapiler diabaikan.


Airtanah






Airtanah






Airtanah

Arah Aliran AirtanahArah aliran airtanah untuk unconfined aquifer dapat ditentukan dengan metode

three point problem (Todd, 1959). Sehubungan dengan hak itu, diperlukan pengukuranelevasi muka freatik dari 3 sumur yang diketahui posisinya secara tepat. Gambar 4.11menunjukkan penentuan arah aliran airtanah dengan menggunakan 3 titik (three pointproblem). Arah aliran airtanah dapat juga ditentukan melalui peta kontur muka freatik,karena arah aliran airtanah akan memotong tegak lurus (90) kontur airtanahnya(Gambar 4.12)

Gambar 4.11 Penentuan Arah Aliran Airtanah dengan Three Point Problem (Todd,1959)


Airtanah





Airtanah





Airtanah

Gambar 4.12 Kontour Muka Freatik atau Equipotential (ILRI, 1972)

Kecepatan Aliran AirtanahKecepatan aliran airtanah (V) dapat ditentukan dengan persamaan : (Seyhan, 1977)V = Q/AQ = - K dh/dl, aliran melalui media porusMaka

1V = ------------ (- K dh/dl)

aTanda (-) menyatakan bahwa aliran berada dalam arah bagian atas yang menurun


Airtanah



1V = ------------ (- K dh/dl)



Airtanah



1V = ------------ (- K dh/dl)



Airtanah

Keterangan :Q = debit jenis (q = Q/A)A = luas penampangK = permeabilitas material akuiferdh/dI = gradien hidraulica = porositas batuanV = kecepatan aliran airtanah

Debit AliranDebit airtanah dapat diperkirakan dengan dua cara, yaitu :

(1). Rumus Q = TIL

Keterangan :Q = debit airtanah m3/hari) per satuan lebar LT = transmisibilitas m2/hari

= KxDD = tebal akuifer (m)K = permeabilitas akuifer (m3/hari/m2)I = dh/dI = gradient hidraulic

Gambar 4.13. Sketsa Ilustrasi Debit Aliran Airtanah per Satuan Lebar


Airtanah



(1). Rumus Q = TIL





Airtanah



(1). Rumus Q = TIL





Airtanah

(2) Analisis kontour muka airtanah (equipotential line). Untukmenghitung debit airtanah menurut Todd (1959) sebagai berikut:Mempertimbangkan arah aliran dalam Gambar 4.13, maka hydraulic gradient (1)adalah :i = dh/dldan aliran tetap dq antara dua jenis aliran airtanah adalah :dq = K x dh /d1 x dmUntuk satuan tebal. Untuk bujur sangkar dari jaringan aliran maka :

d1 = dmsehingga :

dq = K dhUntuk seluruh jaringan aliran, total beda tinggi yang dibatasi oleh garis aliran,

maka total aliran menjadi :Kmh

Q = m dq = ---------------------n

Gambar 4.15 Bagian dari Jaringan Aliran Orthogonal yang Dibentuk oleh Aliran danKontour Muka Freatik (equipotential line) (Todd, 1980)


Airtanah


d1 = dmsehingga :



Q = m dq = ---------------------n



Airtanah


d1 = dmsehingga :



Q = m dq = ---------------------n



Airtanah

4.6. Geohidraulika akuifera. Koefisien simpanan (storage coefficient)

Koefisien simpanan diberi batasan sebagai volume air yang dilepaskan (ataudiambil) oleh akuifer ke dalam simpanan per satuan luas permukaan danpersatuan perubahan tinggi air.Menurut Kruseman (1970), hasil jenis (specific yield) mempunyai batasan yangsama dengan koefisien simpanan), hasil jenis dipakai untuk unconfined aquifer(akuifer bebas). Untuk kolom vertikal 1 x 1 m yang memanjang melalui suatuakuifer tertekan (Gambar 4.16 koefisien simpanan (S) sama dengan volume airpermukaan piezometric turun 1 m dari t1 ke t2.

Gambar 4.16 Ilustrasi dari koefisien stirage pada akuifer bebas dan tertekan (Todd,1980)

b. Permeabilitas (K) merupakan suatu ukuran jumlah air yang dapatditeruskan oleh suatu media porous per satuan waktu. Maka dimensi dari K adalahm3/hari/m2.

c. TransmisibilitasTransmisibilitas (T) adalah hasil kali dari rata-rata permeabilitas (K) dengan tebalakuifer (D)T= KDDimensinya : m3/hari/m2 x m = m2/hari


Airtanah







Airtanah







Airtanah

Ketiga parameter tersebut dapat dipakai sebagai tolok ukur potensi akuifer darisegi kuantitas. Potensi airtanah di suatu wilayah, disamping ditentukan oleh ketigakonstanta geohidraulika akuifer juga ditentukan oleh kualitas airtanah dan kedalamanairtanah.

4.7. Konsep Akuifer di DIYKonsep Akuifer di beberapa tempat di DIY disajikan dalam Gambar 4.17.

Gambar 4.17. menunjukkan konsep akuifer di daerah Wates Kabupaten Kulon Progo dibagian selatan yang terdiri dari 3 unit geomorfologi, yaitu : unit geomorfologi sanddunes, dataran aluvial dan perbukitan Sentolo (Gambar A). Konsep akuifer di Bantul dibagian selatan terdiri dari dua unit geomorfologi yaitu sand dunes dan dataran aluvial.Dataran aluvial Bantul selatan merupakan fluvio volcanic plain dari Gunungapi Merapiairtanah di daerah ini mendapat imbuhan air setempat dan imbuhan air dari akuifergunung api Merapi.

Gambar 4.17 Konsep akuifer di daerah Wates dan Bantul Selatan (MacDonald &Partners,1984)


Airtanah






Airtanah






Airtanah

4.8. Produksi (Hasil) Airtanah yang AmanProduksi total airtanah pada suatu DAS merupakan jumlah air yang dapat

dipompa dari akuifer dalam DAS, dalam suatu periode tertentu, tanpa memberikanhasil yang tidak diinginkan. Untuk mempertahankan sumberdaya airtanah secara takterbatas, pemompaan harus dibatasi pada produksi air yang aman.

Adalah tidak benar untuk menganggap hasil yang aman sebagai jumlahpengisian kembali airtanah dan bahwa jumlah ini dapat dipompakan secara aman.Hasil yang sama dengan sebagian dari pengisian kembali akuifer. Sisanya hilangdengan cara-cara lain. Terdapat 4 faktor yang perlu dipertimbangkan untukmenganalisis hasil yang sama (Todd, 1959). Jika salah satu dari faktor-faktor inimemberikan hasil-hasil yang tidak diinginkan, maka terdapat kelebihan hasil yangaman. Faktor-faktor tersebut adalah :1. Hasil yang aman harus selalu kurang daripada pasokan air pada

kawasan periode yang ditentukan.2. Biaya memompa airtanah harus sesuai dengan cara-caranya.3. Kualitas air harus dapat diterima (terlalu banyak memompa dapat

menyebabkan intrusi air laut).4. Tidak boleh ada masalah-masalah hukum yang timbul karena

pemompaan (hak-hak air).5. Perlindungan lingkungan.

Terdapat beberapa metode untuk menentukan hasil yang aman (V). Metode-metode yang sering digunakan disajikan di bawah ini :1. Metode Hill : Perubahan tahunan permukaan airtanah (Atau permukaan

Piezometric) diplotkan terhadap keluaran tahunan (Todd, 1966). Jika pasokanair bagi daerah tersebut konstan, titik-titik dapat diatur pada garis lurus. PadaGambar 4.18, rata-rata waktu diplotkan untuk meratakan keragaman tahunandalam pasokan (untuk memperoleh plot garis lurus). Metode Hill menganggappengisian kembali airtanah cukup konstan.

2. Metode Harding : Harga-harga tahunan dari perbedaan antara masukan totaldan keluaran total diplotkan terhadap perubahan tahunan muka airtanah.Karena harus ada hubungan langsung antara air permukaan (untuk menghitungneraca air), metode ini terbatas pada akuifer bebas. Metode hardingmenganggap keluaran tersebut cukup konstan.

3. Jika kedalaman airtanah pada awal dan akhir periode T (sekurang- kurangnyabeberapa tahun) adalah sama, rencana tahunan rata-rata pada periode


Airtanah

tersebut merupakan hasil yang aman (Gambar 4.18).4. Metode Simpson : metode ini dapat dipergunakan pada akuifer pantai yang

meluas ke dalam laut. Hasil yang aman dihitung dari gradien muka airtanah (airmuka piezometric) berdasarkan atas hukum Darcy (Todd, 1959).

Gambar 4.18 Penentuan Hasil Airtanah yang Aman (Seyhan, 1977)

4.9. Pengisian Kembali Secara BuatanUntuk meningkatkan pasokan airtanah secara alami, akuifer kadang-kadang diisi

kembali secara buatan (artificial recharge)dengan menyebarkan air di atas permukaantanah atau dengan mengisi kembali melalui lubang, corong, atau sumur, dan lain-lain.Banyak teknik-teknik yang lain dijelaskan dalam pustaka (Todd, 1959). Beberapacontoh ditunjukkan pada Gambar 4.19

Gambar 4.19 Beberapa Metode Pengisian Kembali Airtanah SecaraBuatan (Seyhan, 1977)


Airtanah








Airtanah








Airtanah

Intrusi Air LautDengan meningkatnya kebutuhan akan persediaan airtanah, pada kawasan-

kawasan berpantai timbul persoalan dari laut yang memasuki dan berpenetrasi padakawasan pedalaman. Model intrusi airlaut dimodelkan oleh Ghyben-Herzberg (Gambar4.20) yaitu : = Dimana :H = ketebalan kantong air tawarPf = kerapatan air tawar = 1,000 gm/cm3Ps = kerapatan air asin, sekitar 1,025 bm/cm3h = perbedaan tinggi antara permukaan taut dan permukaan airtanah (atau

piezometric) (m)= Pf / (Ps - Pt)

Untuk mencegah intrusi air taut ke daratan, beberapa metode seperti pengisiankembali secara buatan, konstruksi penghalang bawah permukaan dan lain-lain,digunakan dalam praktek (Todd, 1959).

Gambar 4.20 Skema Ilustrasi Intrusi Air Laut pada Akuifer Pantai (Linsley, 1975).


Airtanah







Airtanah







Airtanah

4.10. Penelitian-penelitian Permukaan dan Bawah Permukaan AirtanahDengan menggunakan teknik-teknik permukaan dan bawah permukaan dapat

dimungkinkan untuk memperkirakan :1. dimana keterdapatan airtanah2. kedalaman antar muka pembentukan (kerikil, pasir, dan lain-lain).3. ciri-ciri fisik airtanah (suhu, kerapatan, dan lain-lain)

Teknik-teknik tersebut tidak bertujuan untuk menentukan permeabilitas,ketinggian piezometrik atau pengisian kembali airtanah. Suatu rangkuman metode-metode yang paling umum disajikan di bawah ini (Seyhan, 1977 dalam Subagyo,1990).1. Penyelidikan permukaan airtanah

a. Penyelidikan geologi : penggunaan data geologi dan penyelidikan lapanganakan melengkapi ciri-ciri umum batuan.

b. Penyelidikan geofisika : metode-metode geofisika menentukan ciri-ciri fisika(kerapatan, magnetisme, daya hantar listrik perlapisan batuan, dan lain-lain)dari kerak bumi.1. metode tahanan listrik/resistivitas : metode ini merupakan metode yang

paling sering yang digunakan oleh hidrolog dan didasarkan atasperhitungan arus dan tegangan yang melewati suatu formasi batuan

2. Metode refraksi seismik : melibatkan penciptaan getaran kecil padapermukaan bumi dan mengatur waktu menempuh jarak yang diketahui,sehingga diketahui kecepatan gelombang merambat pada formasitertentu

3. Metode gravitasi : mengukur perbedaan kerapatan batuan.4. Metode magnetik : kontras perubahan medan magnet.

c. Metode penginderaan jauh : dengan menggunakan foto udara konvensional(berdasarkan atas pola vegetasi dan lokasi) penyebaran airtanah dapatditentukan). Foto berwarna dan antena radar inframerah (Seyhan, 1977)berguna dalam menempatkan titik-titik debit airtanah. INPUT (Induced PulseTransient Airborne Electromagnetic System/Sistem Magnit Listrik Udara yangDilindungi Pulsa Sementara) telah berguna dalam eksplorasi airtanah.

1. Penyelidikan Bawah Permukaan Airtanaha. Sistem pengeboranb. Pengukuran tahanan jenis : di dalam sumur yang tidak berdinding,

elektroda dimasukkan dan tahanan listrik media di sekitarnya diukur.


Airtanah

c. Pengukuran potensial : potensial-potensial listrik (millivolt) pembentukandiukur.

d. Pengukur suhu : suhu airtanah digunakan untuk meneliti geologi kawasandan asal mula airtanah.

Secara ringkas teknik-teknik penyelidikan airtanah diringkas pada Tabel 4.5.Tabel 4.5. Ringkasan metode geofisika untuk pendugaan airtanah

4.11. MataairMataair (spring) merupakan pemunculan airtanah ke permukaan tanah oleh

berbagai faktor lingkungan terutama faktor topografi, susunan perlapisan berbatuandan sifat batuan. Macam-macam mataair diperlihatkan pada Gambar 4.21. yaitu :1. Mataair depresi (depresion spring)2. Mataair kontak (contact spring)3. Mataair sesar (fault spring)4. Mataair sinkhole (sinkhlole spring)5. Mataair kekar (joint spring)6. Mataair retakan (fracture spring)

Gambar 4.21 menunjukkan tipe mataair dari berbagai satuan geomorfologi.Sumber air dari mataair adalah air permukaan yang mengalami infiltrasi masuk kebawah permukaan. Daerah tangkapan dari mataair sukar sekali, sehingga daerahkonservasi mataair sukar ditetapkan, untuk melindungi tempat munculnya mataairdapat menggunakan aturan yaitu radius 200 meter sekitar mataair.

Kalau diamati, debit mataair bervariasi menurut waktu. Pada musim penghujanatau akhir musim hujan debitnya besar dan berangsung-angsur debitnya mengecil,bahkan ada mataair yang berhenti alirannya pada waktu musim kemarau. Kualitasairnya tergantung dari jenis


Airtanah









Airtanah









Airtanah

batuan dimana sistem mataair itu berada dan dapat juga dipengaruhi oleh aktivitasmanusia.

Gambar 4.21. Tipe-tipe Mataair (Todd, 1980)


Airtanah




Airtanah



air tanah

Documents