Lembar Kerja Hidrogeologi Umum

(1)

Lembar Kerja

Hidrogeologi

Umum

Oleh

Dasapta Erwin Irawan Deny Juanda Puradimaja

(2)

Lembar kerja: Hidrogeologi Umum

by

Dasapta Erwin Irawan dan Deny Juanda Puradimaja

Penerbit

Kelompok Keahlian Geologi Terapan www.fitb.itb.ac.id/kk-geologi-terapan [email protected]

Desain Sampul:

(Dasapta Erwin Irawan)

Gambar dipinjam dari: http://blog.timesunion.com

Diterbitkan melalui: www.nulisbuku.com

(3)

Kata Pengantar

Dengan mengucapkan rasa syukur Alhamdulillah, kami memberanikan diri untuk menerbitkan buku Lembar Kerja Panduan Hidrogeologi Umum. Buku ini kami posisikan sebagai benih dalam upaya penerbitan buku teks bidang hidrogeologi yang masih sangat sedikit di Indonesia. Lembar kerja ini berawal dari kumpulan naskah perkuliahan dan latihan untuk mata kuliah Hidrogeologi Umum di Prodi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Setiap tahun, modul lembar kerja ini mengalami revisi dan penyuntingan untuk lebih menyempurnakan isi dan formatnya.

Lembar kerja ini kami susun dalam bentuk masih sangat terbatas. Teks yang kami tuliskan pada beberapa bagian masih berupa pointers dan kalimat-kalimat instruksional. Hal ini bertujuan agar para pembaca lebih mampu memahami kaidah dasar ilmu hidrogeologi, sebagai pendukung materi yang telah disampaikan dalam format buku teks, yang umumnya masih ber-Bahasa Inggris. Dokumen edisi 2012 yang ada dalam pegangan saudara-saudari ini dikemas dalam enam bab yang membahas terminologi secara umum, tipologi akuifer, parameter hidrolik akuifer, serta sifat fisik dan kimia air tanah. Dalam edisi ini juga disampaikan beberapa hal mendasar tentang metode eksplorasi hidrogeologi. Para

(4)

Rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kami sampaikan kepada pada kontributor, yang terdiri dari mahasiswa Prodi Magister Teknik Air Tanah dan Prodi Sarjana Meteorologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung: Iftitah Rohman Hukama, Wulan Seizarwati, Rahmawati Rahayu, dan Karin Nadira Daulay.

Rasa terimakasih yang tidak terukur saya (D. Erwin Irawan) sampaikan kepada keluarga kami, istri saya (dr. R.Cut Novianti Rachmi) dan anak-anak saya (Abraary Raditya Irawan dan Khaira Salsabila Irawan) yang telah memompa semangat saya. Semoga Bubu, Radit dan Ade bisa bangga dengan suami serta bapaknya. “dan saya tidak akan berhenti mencoba membuat bangga istri dan anak-anakku”.

Semoga terbitnya buku ini menjadi amal ibadah yang tidak putus-putusnya bagi kami, para penulis, dan para pembacanya.

(5)

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... 3

DAFTAR ISI ... 5

DAFTAR GAMBAR ... 8

DAFTAR TABEL ... 10

MODUL 1 PENDAHULUAN ... 11

1.Sejarah Hidrogeologi ... 11

1.2 Zaman Pra Sejarah ... 11

1.3 Zaman Pertengahan ... 11

1.4Abad Ke-19 (Awal Dari Hidrogeologi Kuantitatif) ... 12

1.5Zaman Modern ... 12

1.6Definisi Beberapa Istilah Sumberdaya Air ... 13

1.7 Keilmuan Hidrogeologi diITB ... 14

1.8 Tantangan dan Trend Ilmu Hidrogeologi ... 16

DAFTAR PUSTAKA ... 17

MODUL 2 SIKLUS HIDROLOGI ... 18

2.1 Pendahuluan ... 18

2.2 Batas Cekungan Hidrologi ... 20

2.3 Hujan ... 20

2.3 Air Tanah vs Air Bawah Tanah ... 22

(6)

3.4.2 Detail ... 35

A. Curah Hujan (CH) dan Iklim ... 39

Bulan ... 46

Eto(mm) ... 46

BF (mm) ... 46

B. Base Flow (BF) ... 46

C. Surface Runoff (Ro) ... 46

D. Evapotranspirasi (Eto) ... 47

E. Soil Moisture (Lengas Tanah) ... 51

F. WaterSurplus (Kelebihan air) ... 52

G. Infiltrasi ... 53

H. Volume Simpan ... 55

I. Base Flow ... 56

J. Direct Run Off ... 57

K. Run Off ... 57

LATIHAN ... 58

4.1 TIPOLOGI SISTEM AKUIFER ... 61

4.2.1 Tipologi Sistem Akifer Endapan Gunungapi ... 62

4.2.2 Tipologi Sistem Akifer Endapan Aluvial ... 63

A. Sistem Akifer Endapan Fluvial ... 63

B. Sistem Akifer Endapan Aluvial Pantai (Akifer Pantai) ... 65

C. Sistem Akifer Endapan Rawa atau Delta ... 66

4.2.3 Tipologi Sistem Akifer Batuan Sedimen ... 67

A. Sistem Akifer Batupasir-Batuserpih/batulempung terlipat ... 67

B. Sistem Akifer Sedimen Terlipat dan/atau Terpatahkan ... 68

C. Sistem Akifer Batuan Karbonat/Batugamping (Akifer Karstik)69

4.2.4 Tipologi Sistem Akifer Batuan Kristalin dan Metamorf ... 71

4.2.5 Tipologi Sistem Akifer Endapan Glasial ... 72

5. PARAMETER HIDRAULIK AKIFER ... 79

5.1 Jenis Akuifer ... 79

5.2 Heterogenitas dan Keisotropisan ... 82

5.3 Rekonstruksi aliran airtanah ... 85

TERIMAKASIH ... 92

(7)

MODUL 6 SIFAT FISIK DAN KIMIA AIR TANAH ... 93

6.1 PENDAHULUAN ... 93

1. Temperatur (T) ... 94

2. pH ... 97

3. Potensial Redoks/Eh Air tanah ... 97

4. Daya Hantar Listrik/DHL ... 99

6.2 PENYAJIAN DATA KIMIA AIR TANAH ... 99

6.3 KLASIFIKASI AIR TANAH ... 105

Jenis Air ... 105

6.4 ISOTOP STABIL ... 107

1_{H ... 107}

Proteum ... 107

Stabil ... 107

Daftar Pustaka ... 112

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Perhitungan jumlah air di dunia (http://hydro.cee.illinois.edu/,

2006) ... 18

Gambar 2 Gambaran skematik siklus hidrologi (Bier, 1978) ... 19

Gambar 3 Ilustrasi daerah aliran sungai (Mandel dan Shiftan, 1981) ... 20

Gambar 4 Ilustrasi mekanisme terjadinya hujan ... 21

Gambar 5 Skema distribusi air di bawah permukaan. Perhatikan perbedaan antara air bawah tanah (sub surface water) dan airtanah (groundwater) (Todd, 1984) ... 22

Gambar 6 Profil zona jenuh dan tak jenuh (http://hydro.cee.illinois.edu/)24

Gambar 7 Sketsa air tanah mengisi air permukaan (effluent stream/gaining stream) (Freeze dan Cherry, 1979) ... 25

Gambar 8 Sketsa air permukaan yang mengisi tanah (influent stream/losing stream) (Freeze dan Cherry, 1979) ... 26

Gambar 1 Skema neraca air (Mock, 1973) ... 30

Gambar 2 Skema Metode Perhitungan Evapotranspirasi (Penman, 1963)33

Gambar 3 Siklus Hidrometeorologi (Seyhan, 1990) ... 36

Gambar 4 Berbagaipenakar hujan (www.usgs.gov) ... 40

Gambar 5 Grafik hasil pengukuran penakar hujan (www.usgs.gov) ... 41

Gambar 6 Ilustrasi perhitungan CH rata-rata dengan Metode Aritmatik43

Gambar 7 Ilustrasi perhitungan CH rata-rata dengan Metoda Polygon Thiessen ... 44

Gambar 8 Ilustrasi perhitungan CH rata-rata dengan Metoda Isohiet .. 45

Gambar 9 Ilustrasi Model Hidrodinamika Air (Mock, 1973) ... 53

Gambar 1 Tipologi Sistem Akifer Endapan Gunungapi (modifikasi Mandel dan Shiftan, 1981) ... 63

Gambar 2 Contoh Tipologi Sistem Akifer Endapan Fluvial (Freeze & Cherry, 1979) ... 64

Gambar 3 Tipologi Sistem akifer Endapan Aluvial Pantai (Puradimaja, 1993) ... 66

Gambar 4 Contoh Tipologi Sistem Akifer Batupasir-Batulempung (Puradimaja, 1993) ... 68

(9)

Gambar 6Sistem akifer media rekahan pada batugamping (Puradimaja,

1993; Puradimaja dan Lubis, 1998) ... 70

Gambar 7 Sistem Akifer Batuan Beku/Metamorf (Puradimaja, 1993) ... 72

Gambar 8 Peta topografi daerah Gunung Ciremai dan sekitarnya

(maps.google.com) ... 73

Gambar 9 Peta topografi daerah Gunung Ciremai dan sekitarnya (pada

skala berbeda) (maps.google.com) ... 74

Gambar 10 Peta topografi daerah Jakarta-Bogor dan sekitarnya

Gambar 11 Peta topografi daerah Yogyakarta dan sekitarnya

Gambar 12 Peta topografi daerah Surabaya dan sekitarnya

Gambar 1 Konfigurasi akifer tertekan dan muka airtanah pada sumur

(Kruseman dan de Ridder, 1994) ... 80

Gambar 2 Konfigurasi akifer tak tertekan dan muka airtanah

(Kruseman dan de Ridder, 1994) ... 81

Gambar 3 Konfigurasi akifer bocoran dan muka airtanah pada sumur (Kruseman dan de Ridder, 1994) ... 82 Gambar 4 (a)Akifer isotropik (b) akifer homogen-anisotropik ... 84 Gambar 5 (c) Akifer anisotropik; (d) Akifer heterogen-terkekarkan ... 85 Gambar 6 Penentuan tinggi muka air tanah (MAT) ... 87 Gambar 7 Penentuan Gradien Hidraulik Metoda Tiga Titik. ... 88 Gambar 8 Peta kontur aliran airtanah bebas dan jaring airtanah (Freeze and Cherry, 1979) ... 90

(10)

Gambar 7 Pola pergeseran jumlah isotop 18 O dan D oleh beberapa proses yang menyertai pembentukannya ... 110

Gambar 8 Pola distribusi harga isotop 18_{O dan D pada beberapa air}

hujan dan air panas di beberapa lokasi di dunia ... 110

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Berbagai bidang kajian dan contoh kajian bidang hidrogeologi

(Puradimaja, 2006) ... 13

Tabel 1 Contoh tabel Penyajian Untuk Perhitungan Potensi Air tanah

Meroda Hidrometeorologi ... 46

Tabel 2 Nilai-nilai Max solar Rad (IgA). ... 48

Tabel 3 Albedo-albedo penguapan untuk berbagai jenis daerah. ... 49

Tabel 4 Berbagao nilai lengas tanah berdasarkan tekstur dan vegetasi . 51

Tabel 5 Kisaran tekstur infiltrasi berdasarkan poositas batuan (Todd,

1980) ... 54

Tabel 2 Klasifikasi air tanah berdasarkan unsur terlarut ... 105

Tabel 3 Distribusi jumlah isotop alam hidrogen, oksigen, dan radioaktif

karbon di dalam air (Freeze dan Cherry, 1979) ... 107