PENELITIAN HYDROGEOLOGI TAMBANG UNTUK RENCANA
DRAINASE TAMBANG BATUBARA BAWAH
Oleh :
Budi Islam, Nendaryono, Fauzan, Hendro Supangkat,EkoPujianto, Suhendar, Iis Hayati, Rakhmanudin, Welly Gatsmir, Jajat Komara
1. Latar Belakang Masalah
Air bawah tanah pada tambang batubara sangat berpengaruh pada produktivitas penambangan terutama pada tambang batubara bawah tanah (underground mining), masalah air tanah tersebut perlu dikelola secara baik. Pengelolaan masalah air tanah meliputi pengawasan (monitoring), pencegahan dan pengendalian air bawah tanah baik jumlah aliran air tambang (debit) yang masuk maupun pengawasan terhadap sumber air pada tambang bawah tanah tersebut.
Air bawah tanah pada lokasi tambang tanah (underground mining), biasanya berasal dari rembesan/bocoran (seepage/leakage) yang keluar melalui struktur batuan, berupa aliran pada lapisan akifer, rekahan, dan patahan. Terpotongnya jalur lapisan akifer karena pembuatan lubang bukaan tambang (opening) atau kegiatan penambangan dapat menjadi masalah tersendiri. Pada kegiatan penambangan bawah tanah pembuangan air merupakan suatu yang mutlak harus dilakukan demi menjaga keamanan, keselamatan dan produktivitas penambangan, terutama bila elevasi tambang tersebut berada di bawah muka air tanah.
Pada tambang bawah tanah pengelolaan air tambang berupa,
a). Pencegahan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine dranage). b). Pengendalian air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine dewatering). c). Pengawasan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (monitoring).
2. Tujuan Penelitian
Melakukan penelitian secara detail tentang hidrogeologi di tambang batubara bawah tanah untuk mendukung dalam penyusunan rencana disain sistem drainase, sehingga keberadaan air tanah dapat pada tambang bawah tanah dapat ditanggulangi secara optimal. Selain itu sesuai dengan pihak rencana Ditjen Minerbapabum bahwa kegiatan ini untuk mendukung kebijakan pemerintah di dalam pengembangan tambang batubara bawah tanah.
Tujuan lain adalah agar rancangan sistem drainase pada tambang batubara bawah tanah ini dapat diterapkan dalam kegiatan penambangan.
Metoda dalam kegiatan penelitian yang akan diterapkan dalam kegiatan ini adalah pengambilan data primer dan sekunder, kompilasi data primer dan data sekunder, pengolahan dan diskusi serta pembahasan untuk mendapatkan kesimpulan.
1. Pengumpulan data primer :
a. Pengukuran daerah aliran sungai sekitar tambang b. Pengamatan/penentuan posisi sumur sekitar tambang c. Survey hidrogelogi di tambang
d. Pengambilan contoh batuan di tambang
e. Pengujian kualitas batuan (porositas, permeabilitas dll.) 2. Pengumpulan data sekunder :
a. Peta topografi, geologi dan hidrogeologi daerah penelitian dan sekitarnya b. Data curah hujan
c. Kualitas air di sekitar tambang
d. Data tambang (luas bukaan, litologi, struktur, kemiringan akifer, drainase. Dll.) e. Data pumping test lubang bor di sekitar tambang.
3. Pengolahan data :
a. Potensi dan jenis akifer
4. Hasil Penelitian
Daerah penyelidikan secara hidrogeologis dinamakan Cekungan Airtanah Kalimantan timur dengan batas-batas : di sebelah utara adalah pemisah air permukaan (surface water divide) yang kedudukannya mendekati sumbu antiklin Mentawir, di sebelah barat adalah Teluk Balikpapan, di sebelah selatan dan timur adalah Selat Makasar.
Sistem akuifer utama cekungan Airtanah dibentuk oleh endapan aluvial, dengan sistem aliran airtanah melalui ruang antar butir dan gabungan antara celahan dan ruang antar butir. Jenisnya terdiri atas akuifer tidak tertekan (unconfined aquifer) atau akuifer dangkal (shallow aquifer) dan akuifer tertekan (confined aquifer) atau akuifer dalam (deep aquifer). Aliran airtanah pada sistem akuifer dangkal secara umum dikontrol oleh kondisi morfologi setempat; di daerah pantai menuju ke arah garis pantai. Pada sistem akuifer dalam, berdasarkan data sumur-sumurbor yang tersedia dan terkonsentrasikan di sekitar daerah penyelidikan, aliran airtanah menuju ke arah selatan.
Jumlah airtanah di daerah ini, berdasarkan hasil penghitungan dengan metode neraca air, sekitar 197,8 juta m3/tahun atau sekitar 16 % dari curah hujan tahunan di cekungan. Sebagian dari jumlah airtanah tersebut mengalir secara wajar pada sistem akuifer dalam sebesar 15,3 juta m3/tahun. Daerah imbuh (recharge area) sistem akuifer dalam itu terletak di bagian utara daerah penyelidikan dan sekitarnya. Berdasarkan jumlah, mutu, dan kedudukan muka airtanah pada setiap sistem akuifer utama, daerah penyelidikan dibagi menjadi 3 (tiga) wilayah potensi airtanah, yakni:
4.1. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam
Wilayah ini menempati daerah sepanjang pantai selatan yang membentang dari bagian barat sampai di timur, serta di utara yang mendekati batas pemisah air permukaan.-
Akuifer dangkal berkedudukan antara 1,0 - 20 meter di bawah muka tanah setempat (mbmt), kedalaman sumurgali antara 1,5 – 6,3 mbmt, kedudukan muka airtanah statis (MAS) antara 0,2 – 3,8 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 - 3,5 m, harga kelulusan (K) antara 1,8 x 10-3 - 2,6 x 10-3 cm/dtk, harga keterusan (T) antara 10,1 - 37,7 m2/hari, debit jenis (Qs) antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, debit optimum (Qopt) antara 2,2 – 3,5 l/dtk, mutu airtanah cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.
Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 25 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,8 – 29 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10 - 750 m2/hari, Qs antara 0,54 - 0,80 l/dtk/m, Qopt antara 5,4 - 12 l/dtk, mutu airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang disarankan untuk air minum.
4.2. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Akuifer Dangkal dan Sedang pada Akuifer Dalam
Wilayah ini menempati bagian sayap Antiklin Klandasan dan Mentawir. Akuifer dangkal berkedudukan antara 0,9 - 17,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 – 13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 – 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 - 16,7 m2/hari, Qs antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, Qopt antara 1,2 - 1,7 l/dtk, mutu airtanah akuifer ini umumnya memenuhi kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 30 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,7 - 70,0 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10,5 - 35,8 m2/hari, Qs antara 0,35 - 0,54 l/dtk/m, Qopt antara 3,5 - 8,1 l/dtk, mutu airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang tidak disarankan untuk air minum.
4.3. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam
Wilayah ini menempati inti Sinklin Wain dan sekitarnya yang berada di bagian tengah daerah penyelidikan.
Akuifer dangkal diperkirakan berkedudukan antara 1,1 - 20,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 – 13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 – 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 - 1,26 m2/hari, Qs antara 0,16 - 0,21 l/dtk/m, Qopt < 2,0 l/dtk, mutu airtanah umumnya cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam berkedudukan 50 - 300 mbmt namun umumnya lebih dalam dari 150 mbmt, MAS sekitar 0,02 - 1,59 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T sekitar 30 m2/hari, Qs lebih kecil dari 0,3 l/dtk/m, Qopt < 2 l/dtk, mutu airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang tidak disarankan untuk air minum.
4.5. Rancangan Drainase
Berdasarkan hasil observasi lapangan dan analisis perhitungan dapat diketahui bahwa tipe material untuk saluran adalah saluran (channel) natural artinya saluran tanah/batuan yang ada (clean, winding
stream). Nilai koefisien kekasaran (manning roughness coefficient) untuk natural stream channels
adalah (n) = 0.040.
Perhitungan kedalaman aliran pada saluran trapezoidal mempunyai koefisien‘manning rughness’ (n) = 0,040 (untuk kanal yang alami), S = 0,07, y = 1/√3 = 0.577 dan Q = 1,106 m3/s
Metoda pemecahan dengan perhitungan kedalaman (d), lihat gambar 4 – 1.
Dimana, θ = 60°
Berdasarkan pada aliran air (flow rate) kedalam saluran air dan perhitungan ukuran saluran air, dimana B =0,35 m; Bw = 0,25 m; d = 0,30 m; A = 0,624 m2; θ = 60º. 768 . 10 106 . 1 6 25 d
m
m
Bw
0
.
293
0
.
25
m
m
B
0
.
385
0
.
35
2 624 . 0 m A m d 0.60 d = 0.30 m Bw = 0.25 m B =0,35 m 1 z θ = 60°Gambar 4 - 1
Ukuran dan Bentuk Saluran Aliran Drainase
5. Kesimpulandan Saran
a. Kesimpulan
1. Hasil penyelidikan hidrogeologi tahap awal menunjukkan bahwa akuifer cukup produktif dibentuk oleh endapan alluvial. Namun tidak di semua tempat yang disusun oleh ketiga satuan batuan tersebut dijumpai kandungan air tanah dalam jumlah yang sama karena tergantung dari tebal akuifer, koefisien kelulusan batuan, dan intensitas celahannya.
2. Hasil pemabahasan bentuk saluran drainase yang disarankan adalah bentuk trigonal atau trapesoidal
b. Saran
1. Dalam setiap kegiatan yang berkaitan dengan pengambilan air tanah, baik untuk pemanfaatannya sebagai sumber air bersih maupun sebagai cara untuk mengatasi masalah dalam kegiatan penambangan batubara (dewatering), perlu dibarengi dengan upaya-upaya pemulihan potensinya agar sumber daya airtanah tetap terjamin kelestariannya.
2. Singkapan akuifer (aquifer outcrop) utama yang telah diidentifikasi sebagai daerah imbuh airtanah (groundwater recharge area) perlu dijadikan kawasan lindung, sehingga kegiatan pengambilan airtanah untuk tujuan apapun di kawasan tersebut harus dihindari.
3. Penyelidikan hidrogeologi lanjutan bersifat rinci perlu dilakukan, baik dalam rangka upaya pengembangan pemanfaatan airt anah
