Pembentukan Air Tanah

 Air tanah adalah semua air yang terdapat di bawah permukaan tanah pada lajur/zona jenuh air ( zone of saturation).

Air tanah terbentuk berasal dari air hujan dan air permukan, yang meresap (infiltrate) mula-mula ke zona tak jenuh ( zone of aeration) dan kemudian meresap makin dalam ( percolate) hingga mencapai zona jenuh air dan menjadi air tanah.

Pengaliran dan Imbuhan Air Tanah

Air tanah dapat terbentuk atau mengalir terutama, secara horisontal) dari titik/daerah imbuh (recharge ), seketika itu juga pada saat hujan turun, hingga membutuhkan waktu harian, mingguan, bulanan, tahunan, puluhan tahun, ratusan  tahun, bahkan ribuan tahun, tinggal di dalam akuifer sebelum muncul kembali secara alami di titik/daerah luah (discahrge), tergantung dari kedudukan zona jenuh air, topografi, kondisi iklim dan sifat-sifat hidrolika akuifer. 

Gerakan air tanah mengikuti hukum Darcy yang berbunyi “volume air tanah yang melalui batuan berbanding lurus dengan tekanan dan 

berbanding terbalik dengan tebal lapisan (Utaya,1990:35)

DEBIT AIR TANAH (Q)HUKUM DARCY

Q = - K x (dh/dl) x A

DIMANA :• Q = debit airtanah (m3/hari)• K = permeabilitas atau hydraulic conductivity ( m3/hari/meter2)• Kemampuan batuan meloloskan sejumlah air (m3) per hari persatuan luas (m2)• (dh/dl) = kemiringan muka airtanah• A = luas penampang akuifer ( A = D x L)• D = tebal akuifer ( meter)• L = lebar akuifer ( meter)

PERMEABILITAS (HYDRAULIC CONDUCTIVITY)= K

• Permeabilitas: kemampuan batuan/tanah

• Koefisien permeabilitas:Kemampuan batuan meloloskan sejumlah air dalam gallon per hari melalui penampang akuifer dengan tebal 1 feet, lebar 1 mile dan gradien hidraulik 1 feet per 1 mile, pada suhu lapangan 1 gallon = 0,00379 m3; 1 m3 = 264 gallon.

Rumus Darcy: Q = - K (dh/dl) APermeabilitas (K): K = Q per ((dh/dl) A)Satuan K : m3/hari/m2

Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya.

Atas dasar nilai K, batuan dibedakan menjadi: Pervious ( permiabel)Semi pervious (semi permiabel)Impervious (impermeabel= kedap air)

Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media porous.

GERAK DAN DEBIT AIRTANAH

KECEPATAN ALIRAN AIR TANAH

• Debit aliran saluran terbuka (Q): Q = V x A• Karena airtanah melalui media porus, maka:• Debit air Tanah (Q); Q = V x (A x α)• Kecepatan aliran air tanah (V):• Debit air tanah (Q): Q = -K x (dh/dl) x A. dimana (A= penampang akuifer)• V x (A x α) = - K x (dh/dl) x A, maka:• Kecepatan aliran airtanah: V = (-K x (dh/dl))1/α

POROSITAS BATUAN (α)

• Porositas (α) atau kesarangan batuan adalah rasio antara

volume pori-pori batuan dengan total volume batuan dilambangkan dengan α = volume pori2 / volume batuan• Porositas primer : tergantung dari matrix batuan itu sendiri• Porositas sekunder : karena proses solusional atau rekahan pada batuan• Air tanah mengisi ruang rongga dalam akuifer, sehingga porositas jadi ukuran dari jumlah air persatuan volume akuifer

Porositas menunjukkan ruangan yang terisi oleh udara atau air dalam batuan atausedimen, diungkapkan dalam persen dari jumlah total material.

a) Sedimen sortasi bagus, porositas besarb) Sortasi tidak bagus, porositas kecilc) Sortasi sedimen bagus, terisi oleh endapan yang porus, secara keseluruhan porositas bagusd) Sortasi sedimen bagus tetapi porositas berkurang karena deposit mineral yang tidak porus pada pori-porie) Porositas tinggi karena proses solusionalf) Porositas karena rekahan

Akifer merupakan suatu lapisan batuan yang mampu menyimpan dan mengalirkan air.

Secara hidrodinamik di alam ada 3 (tiga) tipe akifer, yaitu :

1. Confined Aquifer (akifer tertekan)Merupakan suatu akifer yang bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan bersifat akifug.

2. Unconfined aquifer (akifer tidak tertekan)Akifer yang dibatasi oleh 1 lapisan impermeabel di bagian bawahnya (dan pada bagian atasnya tidak ada lapisan penutup/impermeabel layer)

3. Leaky aquifer (semi confined atau akifer bocor)Akifer yang dibatasi oleh lapisan semi permiabel / lapisan akitard (di atasdan atau dibawahnya)

STORAGE COEFFICIENT dan SPECIFIC YIELD

• Storage coefficient (S) adalah kapasitas hasil air dari akuifer tertekan.• S adalah volume airtanah yang dilepas atau masuk per satuan luas permukaan akuifer.• S = volume air (dalam cubic feet) yang dilepas oleh akuifer bila muka airtanah turun satu feet.• Untuk akuifer bebas (unconfined aquifer): S = Sy• Sy = Specific Yield