Akuifer

BAB II PEMBAHASAN

II.1 Pengertian Aquifer

Akuifer adalah lapisan batuan dibawah permukaan tanah yang mengandung air dan dapat dirembesi air. Akuifer adalah formasi geologi atau grup formasi yang mengandung air dan secara signifikan mampu mengalirkan air melalui kondisi alaminya. Batasan lain yang digunakan adalah reservoir air tanah, lapisan pembawa air. Todd (1955) menyatakan bahwa akuifer berasal dari Bahasa Latin yaitu aqui dari aqua yang berarti air dan ferre yang berarti membawa, jadi akuifer adalah lapisan pembawa air.

Air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat didalam ruang antar butir-butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan bergabung membentuk lapisan tanah yang disebut akifer. Lapisan yang mudah dilalui oleh air tanah disebut lapisan permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable, seperti lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air disebut akuifer.

Suatu akuifer mempunyai dua fungsi penting, yaitu sebagai penyimpan laksana sebuah waduk dan sebagai penyalur air seperti jaringan pipa. Kedua fungsi itu diemban oleh pori-pori atau rongga di dalam batuan akuifer itu. Dua sifat yang berhubungan dengan fungsinya sebagai penyimpan adalah porositas (porosity) dan hasil jenis (specific yield).

II.2 Macam Aquifer

Menurut Krussman dan Ridder (1970) dalam Utaya (1990) bahwa macam-macam akifer sebagai berikut:

a. Akifer Bebas (Unconfined Aquifer)

yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. Permukaan tanah pada aquifer ini disebut dengan water table (preatik

level), yaitu permukaan air yang mempunyai tekanan hidrostatik sama dengan atmosfer. Unconfined Aquifer adalah akuifer jenuh air (satured). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard, hanya pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan atasnya, batas di lapisan atas berupa muka air tanah. Permukaan air tanah di sumur dan air tanah bebas adalah permukaan air bebas, jadi permukaan air tanah bebas adalah batas antara zone yang jenuh dengan air tanah dan zone yang aerosi (tak jenuh) di atas zone yang jenuh. Akuifer jenuh disebut juga sebagai phriatic aquifer, non artesian aquifer atau free aquifer (Wuryantoro, 2007).

Gambar 1 Aquifer Bebas

Air tanah ini banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk berbagai keperluan dengan kedalaman sumur umumnya antara 1 – 25 meter. Air tanah bebas masih merupakan sumber utama air bersih bagi sebagian besar penduduk dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari. Pemanfaatannya dilakukan dengan cara pembuatan sumur gali dan sumur pantek pada kedalaman kurang dari 20 meter di bawah permukaan, umumnya terdapat pada lapisan pasir, pasir kerikilan, tufa pasiran dan pasir lanauan. Air tanah bebas di dataran aluvial terdapat dalam lapisan pasir, pasir lempungan, pasir kerikilan dan pasir lempungan.

Mutu air tanah bebas bervariasi dari baik hingga jelek, asin rasa airnya hingga tawar, berwarna keruh hingga jernih. Kesadahannya berkisar antara 8,5 – 16,7, pH sekitar 6,7 – 11,2, sisa kering 353 – 580, sisa pijar 252 – 420, kadar kandungan ion klorida berkisar 25,5 – 6.685 mg/l, SO4 antara 40,5 – 246,9 mg/l. Khususnya untuk keperluan rumah tangga sehari-hari, kandungan air tanah bebas di dataran aluvial terkecuali daerah-daerah sekitar pantai, pemanfaatannya masih dapat dikembangkan. Sedangkan untuk daerah-daerah yang terletak sekitar 1 – 3 km dari

garis pantai, penggunaan air tanah bebasnya sangat terbatas sekali disebabkan asin hingga payau rasa airnya.

Beberapa Macam Unconfined Aquifer

Unconfined aquifer merupakan akuifer dengan hanya satu lapisan pembatas yang kedap air (dibagian bawahnya). Ketinggian hidraulik sama dengan ketinggian muka airnya. Dari sistem terbentuknya dan lokasinya jenis akuifer ini ada beberapa macam, yaitu :

a. Akuifer Lembah (Valley Aquifers)

Merupakan akuifer yang ada pada suatu lembah dengan sungai sebagai batas (inlet atauoutletnya). Jenis ini dapat dibedakan berdasarkan lokasinya yaitu di daerah yang banyak curah hujannya (humid zone), seperti di Indonesia. Pengisian air terjadi pada seluruh areal dari akuifer melalui transfiltrasi.

Sungai-sungai yang ada di akuifer ini diisi airnya (recharge) melalui daerah-daerah yang mempunyaiketinggian yang sama dengan ketinggian sungai. Pada ilmu hidrologi pengisian yang menimbulkanaliran ini dikenal dengan sebutan aliran dasar (base flow). Hal ini merupakan indikator bahwawalaupun dalam keadaan tidak ada hujan (musim kemarau), pada sungai-sungai tertentu masih adaaliran airnya. Disamping itu akibat adanyarecharge juga merupakan salah satu faktor penyebab suatusungai berkembang dari penampang yang kecil disebelah hulunya menjadi penampang yang besar disebelah hilirnya (mendekati laut).

Pada daerah gersang (arid zone) dimana curah hujannya sedikit, kurang dari 500 mm per tahun, danlebih kecil dari penguapan/evapotranspirasi phenomenanya merupakan kebalikan dari daerahhumid.Karena pengisian (infiltrasi) ke akuifer tidak ada akibat sedikitnya curah hujan, maka pengisian adalah dari sungai ke akuifer. Pada umumnya aliran pada akuifer adalah pada arah yang sama dengan aliransungai. Masalah yang terjadiumumnya :

Permeabilitas besar dari sungai terutama pada bagian dasarnya, semakin besar permeabilitasnya aliran sungai semakin kecil karena aliran akan meresap ke dalam tanah. Pada daerah rendah timbul masalah salinitas yang cukup besar, karena aliran air tanah(Chebatarev, 1955 dan Toth, 1963) mengubah komposisi kimia makin ke hilir mendekati unsurkimia air laut (misalnya NaCl).

b. Perched Aquifers

Merupakan akuifer yang terletak di atas suatu lapisan formasi geologi kedap air. Biasanya terletakbebas di suatu struktur tanah dan tidak berhubungan dengan sungai. Kadang-kadang bilamana lapisandi bawahnya tidak murni kedap air namun berupaaquitards bisa memberikan distribusi air padaakuifer di bawahnya. Kapasitasnya tergantung dari pengisian air dari sekitarnya dan juga luasnyalapisan geologi yang kedap air tersebut.

c. Alluvial Aquifers

Alluvial Aquifers merupakan material yang terjadi akibat proses fisik di sepanjang daerah aliran sungai atau daerah genangan (flood plains). Akibat pergeseran sungai dan perubahan kecepatan penyimpananyang sebelumnya pernah terjadi maka simpanan berisi material tanah yang beragam dan heterogendalam distribusi sifat-sifat hidaruliknya. Dalam klasifikasi tanah sering disebutw elll graded. Akibatnyakapasitas air di akuifer ini menjadi besar dan umumnya volume air tanahnya seimbang (equillibrium)dengan air yang ada di sungai. Akuifer ini membantu pengaturan rezim aliran sungai. Sehingga bolehdikatakan setiap daerah dengan akuifer jenis ini, akuifer ini merupakan sumber yang penting untuksuplai air. Di daerah hulu aliran sungai umumnya airsungai meresap ke tanah (infiltrasi) dan mengisiakuifer ini (recharge). Hal ini terjadi karena ketinggian dasar sungai relatif di atas ketinggian muka airtanah pada akuifer. Namun semakin ke hilir aliran sungai terjadi sebaliknya, akuifer memberikanpengisian ke aliran sungai (recharge), karena muka air tanah di akuifer relatif lebih tinggi dibandingkan dengan dasar sungai. Pengisian ini menimbulkan aliran dasar (base flow) di sungaisepanjang tahun, walaupun pada musim kemarau tidak terjadi hujan di daerah pengaliran sungai(DPS). Ditinjau dari kuantitas kandungan air yang dimilikinya, maka akuifer ini merupakan akuiferyang paling baik dibandingkan dengan akuifer jenis lain.

Todd (1980) dalam Hartono (1999) menyatakan tidak semua formasi litologi dan kondisi geomorfologi merupakan akifer yang baik. Berdasarkan pengamatan lapangan, akifer dijumpai pada bentuk lahan sebagai berikut:

1. Lintasan air (water course), materialnya terdiri dari aluvium yang mengendap di sepanjang alur sungai sebagai bentuk lahan dataran banjir serta tanggul alam. Bahan aluvium itu biasanya berupa pasir dan karikil.

2. Lembah yang terkubur (burried valley) atau lembah yang ditinggalkan (abandoned valley), tersusun oleh materi lepas-lepas yang berupa pasir halus sampai kasar.

3. Dataran (plain), ialah bentuk lahan berstruktur datar dan tersusun atas bahan aluvium yang berasal dari berbagai bahan induk sehingga merupakan akifer yang baik.

4. Lembah antar pegunungan (intermontane valley), yaitu lembah yang berada diantara dua pegunungan, materialnya berasal dari hasil erosi dan gerak massa batuan dari pegunungan di sekitarnya.

5. Batu gamping (limestone), air tanah terperangkap dalam retakan-retakan atau diaklas-diaklas. Porositas batu gamping ini bersifat sekunder.

6. Batuan vulkanik, terutama yang bersifat basal. Sewaktu aliran basal ini mengalir , ia mengeluarkan gas-gas. Bekas-bekas gas keluar itulah yang merupakan lubang atau pori-pori dapat terisi air.

b. Akifer Tertekan (Confined Aquifer)

Akuifer tertekan adalah suatu akuifer dimana air tanah terletak di bawah lapisan kedap air (impermeable) dan mempunyai tekanan lebih besar daripada tekanan atmosfer. Air yang mengalir (no flux) pada lapisan pembatasnya, karena confined aquifer merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya.

Gambar 2. Aquifer Tertekan

yaitu aquifer yang seluruhnya jenuh air, dimana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan semi lolos air dibagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.

d. Akifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer)

yaitu aquifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air, sedangkan bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya masih memungkinkan adanya gerakan air. Dengan demikian aquifer ini merupakan peralihan antara aquifer bebas dengan aquifer semi tertekan.

II.3 Karakteristik Batuan

Berikut adalah beberapa istilah lain yang digunakan dalam menamakan karakteristik suatu formasi batuan berdasarkan perlakuannya terhadap air:

1. Aquiclude

adalah formasi geologi yang mungkin mengandung air, tetapi dalam kondisi alami tidak mampu mengalirkannya, misalnya lapisan lempung. Untuk keperluan praktis, aquiclude dipandang sebagai lapisan kedap air.

2. Aquitard

adalah formasi geologi yang semikedap, mampu mengalirkan air tetapidengan laju yang sangat lambat jika dibandingkan dengan akuifer. Meskipun demikian dalam daerah yang sangat luas, mungkin mampu membawa sejumlah besar air antara akuifer yang satu dengan lainnya. Aquiclude ini juga dikenaldengan nama formasi semi kedap atau leaky aquifer.

3. Aquifuge

merupakan formasi kedap yang tidak mengandung dan tidak mampu mengalirkan air.

Karakterisasi akuifer karst oleh sebagian besar hidrolog dianggap tidak mudah karena sifatnya yang heterogen dan anisotropis (Ford and Williams1992). Oleh Blair (2004) hal ini malah dianggap sebagi suatu keunikan dibanding karakter pada jenis akuifer lain, karena kuatnya kontrol dari struktur geologi. Struktur yang dimaksud disini adalah karena sifat dan efek deformasi dari material batuan dasar. Batuan gamping di dekat permukaan tanah mempunyai kecenderungan terhadap terjadinya retakan, dan karena proses lanjut dari pelarutan air hujan kemudian membentuk retakan-retakan ke berbagai arah (joint) yang tidak beraturan atau yang dikenal sebagai conduit atau porositas sekunder.

Secara prinsip membagi sifat aliran pada akuifer karst menjadi tiga komponen yaitu :aliran saluran/lorong (conduit), celah (fissure), dan rembesan (diffuse). Sementara itu, oleh Domenico and Schwarts (1990), komponen aliran di akuifer karst hanya dibedakan menjadi dua yaitu komponen aliran rembesan (diffuse) dan saluran (conduit), seperti yang ditunjukkan pada Komponen aliran diffuse diimbuh oleh air infiltrasi yang tersimpan pada bukit-bukit karst (Haryono, 2001) dan mengisi sungai bawah tanah karst sebagai tetesan dan rembesan pada ornamen gua. Komponen aliran ini bersifat laminar dan karakterisasinya dapat mengikuti hukum Darcy (White, 1993). Sementara itu, komponen aliran conduit mendominasi sungai bawah tanah terutama pada saat banjir dan responnya terhadap hujan hampir menyerupai sungai bawah tanah karena diimbuh oleh aliran permukaan yang masuk ke akuifer karst melalui ponor atau sinkhole. Sifat aliran ini adalah turbulent dan hukum Darcy tidak dapat diterapkan untuk mengkarakterisasinya.

Karena keunikan sifat akuifer serta komponen alirannya, maka hampir semua penelitian hidrologi di akuifer karst tidak menggunakan metode penelitian yang bersifat deduktif (mengunakan distribusi sifat permukaan untuk mengkarakterisasi sifat alirannya), tetapi lebih cenderung menggunakan sifat penelitian Quasi-Experimental Research (Dane, 1990), dengan metode survei induktif pada sungai bawah tanah. Beberapa penelitian terdahulu yang menggunakan metode induktif.

Penelitian-penelitian yang disebutkan ini diantaranya mengunakan pendekatan hidrogeokima pada titik-titik tertentu sungai bawah tanah, serta beberapa peneliti lain menggunakan metode hidrograf aliran dan respon aliran terhadap hujan untuk mengkarakterisasi perilaku akuifer karst.

II.4 Gerakan Air Melalui Aquife

Dua kekuatan utama mendorong pergerakan air tanah. Pertama air bergerak dari ketinggian yang lebih tinggi ke elevasi yang lebih rendah karena pengaruh gravitasi. Kedua, air bergerak dari daerah tekanan tinggi ke daerah tekanan rendah. Bersama dua kekuatan membentuk kekuatan pendorong di belakang bergerak air tanah yang dikenal sebagai kepala hidrolik.

Air memiliki potensi untuk bergerak melalui empat jenis batuan: batu yang tidak dikonsolidasi, batuan sedimen berpori, batuan vulkanik berpori, dan batuan retak.

Dalam bahan yang tidak dikonsolidasi, partikel tidak melekat satu sama lain dengan cara yang koheren (misalnya, pasir akan dikonsolidasi tetapi batu pasir akan dikonsolidasikan). Air dapat bergerak melalui ruang antara partikel. Kerikil dan pasir akuifer yang umum. Karena ada ruang antara partikel lebih ketika partikel lebih besar, air bergerak lebih cepat melalui lapisan partikel besar (misalnya, kerikil) daripada yang dilakukannya melalui lapisan partikel kecil (misalnya, tanah liat).

Karbonat batu, seperti batu gamping, yang rapuh sehingga mereka cenderung untuk patah dan patah tulang ini memungkinkan beberapa gerakan air. Lebih penting lagi, karena air akan melarutkan batuan karbonat setelah air mampu memasuki patah tulang, bukaan di batu menjadi lebih besar memungkinkan gerakan lebih banyak air. Kapur batuan yang memiliki bukaan besar terlarut di dalamnya dikenal sebagai karst.

Batuan vulkanik seperti basal diproduksi sebagai hasil dari aktivitas gunung berapi. Jika batu mendinginkan dengan cepat, patah tulang dapat diproduksi di bebatuan memungkinkan gerakan air yang signifikan. Batuan metamorf dan kristal seperti granit, kuarsit, dan batu tulis pada dasarnya kedap gerakan air. Namun, patah tulang yang terjadi dalam batuan dapat memungkinkan gerakan air. Jumlah gerakan melalui batuan retak tergantung pada frekuensi dan keterkaitan dari patah tulang

Terkekang dan tidak terkekang Aquifer

Semua akuifer memiliki lapisan kedap air di bawah mereka yang menghentikan air tanah dari infiltrasi lebih lanjut. Jika suatu akuifer memiliki lapisan kedap air di bawahnya tapi lapisan atasnya adalah permeabel, maka itu dianggap sebagai akuifer bebas. Pada beberapa kesempatan lapisan permeabel dapat terjebak di antara dua lapisan kedap menghasilkan akuifer terbatas.

II.5 Recharge and Discharge of Aquifers

Air dapat menjadi ditambahkan ke akuifer secara alami sebagai infiltrat air ke dalam tanah. Daerah di mana air infiltrat ke akuifer yang dikenal sebagai "zona resapan". Zona resapan akuifer bebas di atas umumnya daerah di atas akuifer karena air dapat bergerak secara langsung dari permukaan ke dalam akuifer. Namun, untuk kasus aquifer tertekan, zona resapan mungkin terbatas pada kisaran di mana lapisan kedap mencapai permukaan.

Karena air harus menyusup melalui lapisan tanah dan batuan untuk mencapai suatu akuifer, harga resapan bisa sangat lambat dan rendah. Beberapa akuifer terbentuk sejak lama dan mereka tidak lagi secara aktif diisi ulang (beberapa orang menyebut jenis akuifer sebagai mengandung "air fosil").

Air tanah dapat bergerak melalui akuifer hingga mencapai pembukaan ke permukaan. Dalam meresap, air mencapai permukaan atas area yang luas. Pada musim semi, air mengalir dari bumi pada titik kecil. Karena tekanan air di atasnya, air dari aquifer umumnya di bawah tekanan tinggi dan dapat mengakibatkan produksi musim semi artesis. Mata air dan merembes hanya akan terus mengalir selama permukaan air lebih tinggi daripada mereka. Karena gerakan air, lokasi zona resapan mungkin jauh dari lokasi rembesan dan mata air.

Air juga dapat dihapus dari akuifer oleh aktivitas manusia pengeboran sumur. Akuifer secara historis sangat penting bagi manusia yang telah menggunakan air untuk menyiram ternak, mengairi tanaman, powering pabrik, dan sebagai sumber air kota. Jika tingkat penghilangan air untuk digunakan manusia melebihi tingkat, sangat lambat alami resapan, maka jumlah total air dalam akuifer akan berkurang yang menyebabkan penurunan dari tabel air (deplesi akuifer). Tabel air rendah memerlukan sumur yang lebih dalam yang sangat meningkatkan biaya memompa air dari akuifer dan selanjutnya menguras air dari tingkat, sudah lambat alami resapan.

RESESI KONSTANT PADA HIDROGRAF BANJIR

Jika pada suatu aliran pada sungai bawah tanah kita mengenal tiga macam komponen aliran seperti yang sudah dijelaskan pada pembahasan diatas yaitu diffuse, fissure, dan conduit, maka hidrograf banjir pada sungai permukaan pun mempunyai tiga komponen aliran utama yang identik yaitu aliran dasar (baseflow) yang setara dengan diffuse, aliran antara (interflow-setara fissure), dan aliran permukaan (channel flow-setara conduit). Konsep ini diantaranya dikenalkan oleh Schulz (1976) yang menganggap suatu akuifer sebagai suatu media penyimpan air yang setelah kejadian banjir akan berangsur-angsur melepaskan tiga

komponen simpanan airnya seiring fungsi waktu. Pelepasan simpanan air akuifer sebagai komponen aliran (Schulz, 1976)

Kurva resesi merupakan bagian dari suatu hidrograf banjir pada sungai bawah tanah setelah tidak ada hujan, sehingga debit aliran turun atau akuifer melepaskannya komponen alirannya. Slope atau kemiringan dari kurva resesi semakin menjauhi puncak banjir akan semakin datar karena aliran conduit sudah dilepaskan sehingga aliran diffuse menjadi dominan. Periode kurva resesi ini terus berlangsung sampai terjadi kejadian banjir lagi. Jika mengacu pada pada periode kurva resesi ini terjadi tiga kali pelepasan oleh masing-masing komponen aliran yaitu diffuse, fissure, dan conduit, yang jike kemudian kita namakan segmen resesi tentunya mempunyai slope yang berbeda-beda pula. Segmen resesi dapat dipilih dari suatu hidrograf banjir dapat dianalisis secara invividu atau bersama-sama untuk memperoleh pemahaman komponen-komponen aliran yang berpengaruh terhadap karakteristik aliran mantab (baseflow).

AKUIFER BUATAN

Akuifer Buatan merupakan media / lapisan tanah yang dibuat atau ditata ulang untuk menyimpan dan mengalirkan air di dalam tanah sehingga dapat menjadi sumber air yang berkelanjutan. Air Permukaan yang mempunya kuantitas yang melimpah tetapi kadang-kadang mempunyai kualitas yang kurang baik. Air tanah yang mempunyai kualitas baik, tapi kuantitasnya sering sangat terbatas. Pengeksploitasian sumber air tanah yang berlebihan menimbulkan terjadinya pencemaran air tanah dari akuifer sekitarnya, terjadinya land subsidence, dll. Oleh karena itu pembuatan akuifer diperlukan untuk mengatasinya.

Akuifer buatan dapat dipergunakan sebagai sarana penyediaan air baku penduduk yang berkelanjutan. Air Permukaan yang di-"recharge"-kan ke dalam akuifer buatan akan mengalir (dengan kecepatan sangat lambat) di dalam lapisan tanah batuan (bahan akuifer). Kualitas air akan ter-"update" oleh akuifer selama perjalanan (semakin lama semakin baik) menuju tempat pengambilan. Akuifer buatan akan dapat menjadi sumber air tanah yang berkualitas dan berkelanjutan.

Akuifer Buatan Sebagai Prasarana Konservasi Daerah Aliran Sungai

Kegersangan DAS di daerah pegunungan disebabkan oleh kelangkaan air atau kekeringan pada lapisan tanah permukaan. Sementara itu, pada alur-alur lembah terdapat

sisa-sisa aliran dari mata air yang mengalir ke hilir dan menghilang. Dengan fasilitas akuifer buatan aliran air dapat ditangkap dan disalurkan kembali ke areal pegunungan sebagai sarana pemberian air tanaman penghijauan yang berupa tanaman produksi atau tanaman reboisasi. Komponen Bangunan Akuifer Buatan

 Bangunan dan Saluran Supplesi

 Saluran Intake

 Bangunan Akuifer Buatan

 Pipa-pipa Distribusi dan Bak Distribusi

 Jaringan Saluran Irigasi

Akuifer merupakan salah satu golongan air tanah yang berada di wilayah jenuh air di bawah permukaan tanah. Lebih dari 98 % dari semua air di atas bumi tersembunyi di bawah permukaan dalam pori-pori batuan dan bahan-bahan butiran. Airtanah (groundwater) atau sebagian ahli menyebut air bawah tanah, merupakan salah satu sumberdaya air yang potensial dan banyak mendapat perhatian dalam kaitannya dengan pemenuhan kebutuhan air di suatu daerah, khususnya air minum, penyediaan airtanah selalu dikaitkan dengan kondisi airtanah yang sehat, murah, dan tersedia dalam jumlah yang sesuai kebutuhan. Travis (1977) dalam Sudarmadji (1990) mengemukakan bahwa keuntungan menggunakan airtanah antara lain; kualitasnya relatif lebih baik dibandingkan air permukaan, tidak terpengaruh musim, cadangan airtanah lebih besar dan mudah diperoleh, dan tidak memerlukan tandon dan jaringan transmisi untuk mendistribusikannya sehingga biayanya murah.

Tampak bahwa peran airtanah di bumi sangat penting. Airtanah dapat dijumpai di hampir semua tempat di bumi. Ia dapat ditemukan di bawah gurun pasir yang paling kering sekali pun, demikian juga di bawah tanah yang membeku karena tertutup oleh lapisan salju atau es. Sumbangan terbesar airtanah berasal dari daerah arid dan semi-arid serta daerah lain yang mempunyai formasi geologi paling sesuai untuk penampungan airtanah. Untuk lebih memahami proses terbentuknya airtanah, pertama kali harus diketahui tentang gaya-gaya yang mengakibatkan terjadinya gerakan air di dalam tanah. Bahwa semakin dalam, jumlah dan ukuran pori-pori tanah menjadi semakin kecil. Lebih lanjut, ketika air tersebut mencapai tempat yang lebih dalam, air tersebut sudah tidak berperan dalam evaporasi dan transpirasi.

Keadaan tersebut menyebabkan terbentuknya wilayah jenuh di bawah permukaan tanah yang kemudian dikenal sebagai air tanah.

Jumlah airtanah yang besar yang disimpan di bawah permukaan bumi dapat digambarkan oleh penaksiran Shimer (1968) dalam Seyhan,1990 : 254, yang menggambarkan bahwa jika semua airtanah di Amerika Utara dibawa ke permukaan ia akan menutupi lahan sampai kedalaman 2,5 m lebih, yang setara dengan beberapa kali presipitasi tahunan. Air ini tentunya harus berasal dari suatu tempat. Secara praktis semua air bawah permukaan berasal dari presipitasi. Akan tetapi, jumlah airtanah yang nisbi kecil, berasal dari sumber-sumber lain. Asal-muasal airtanah juga dipergunakan sebagai konsep dalam menggolongkan airtanah ke dalam 4 tipe yang jelas (Told,1959 dan Dam,1966 dalam Seyhan,1990 : 256), yakni :

1)Air meteorik : air ini berasal dari atmosfir dan mencapai mintakat kejenuhan baik secara langsung maupun tidak langsung dengan :

a. Secara langsung oleh infiltrasi pada permukaan tanah.

b. Secara tidak langsung oleh perembesan influent (dimana kemiringan muka airtanah menyusup di bawah arus air permukaan) dari danau, saluran buatan, dan lautan.

c. Secara langsung dengan cara kondensasi uap air (dapat diabaikan).

2)Air juvenil : air ini merupakan air baru yang ditambahkan pada mintakat kejenuhan dari kerak bumi yang dalam. Selanjutnya air ini dibagi lagi menurut sumber spesifiknya ke dalam :

a. Air magmatik

b. Air gunung api dan air kosmik (yang dibawa oleh meteor)

3)Air diremajakan (rejuvenated) : air yang sementara waktu telah dikeluarkan dari daur hidrologi oleh pelapukan, maupun oleh sebab-sebab lain, kembali ke daur lagi dengan proses-proses metamorfisme, pemadatan atau proses-proses-proses-proses yang serupa.

4)Air konat : air yang dijebak pada beberapa batuan sedimen atau gunung pada saat asal mulanya. Air tersebut biasanya sangat termineralisasi dan mempunyai salinitas yang lebih tinggi daripada air laut.

Air tanah ditemukan pada formasi geologi permeable (tembus air) yang dikenal sebagai akifer (juga disebut reservoir airtanah, formasi pengikat air, dasar-dasar yang tembus air) yang merupakan formasi pengikat air yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar untuk bergerak melaluinya pada kondisi lapangan yang biasa. Airtanah juga ditemukan pada akiklud (atau dasar semi permeabel) yang mengandung air tetapi tidak mampu memindahkan jumlah air yang nyata (seperti liat). Akifer ditemukan pada sejumlah lokasi. Deposit glasial pasir dan kerikil, kipas alluvial dataran banjir dan deposit delta pasir semuanya merupakan sumber-sumber air yang sangat baik.

Airtanah terdapat dalam beberapa tipe geologi, dan salah satu yang terpenting adalah akifer (aquifer), yaitu formasi batuan yang dapat menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah yang cukup. Pasir tak termampatkan (unconsiladated), kerikil (gravel), batupasir, batugamping, dan dolomit berongga-rongga (porous), aliran basalt, batuan malihan dan plutonik dengan banyak retakan adalah contoh-contoh akifer. Sifat akifer untuk dapat menyimpan airtanah disebut dengan kesarangan atau porositas (porosity), sedang akifer untuk melalukan atau meluluskan airtanah disebut dengan permeabilitas (permeability). Kedua sifat akifer inilah yang akan berpengaruh terhadap ketersediaan airtanah pada suatu mintakat geologi, karena airtanah berada di antara rongga-rongga dalam lapisan batuan tersebut

Teknologi Deteksi Akuifer Untuk Antisipasi Kekeringan

Sejumlah daerah di Indonesia kini tengah dilanda kekeringan. Teknologi tertentu dapat membantu mengantisipasi bencana kekeringan. Dengan pengelolaan air tanah yang tepar, daerah bisa memetakan sumber-sumber potensi air tanah. Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan) dapat melacak potensi air tanah dengan deteksi nuklir. Teknik isotop adalah salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mempelajari potensi suatu air tanah.

Air tanah adalah salah satu sumber air bersih yang tersedia. Cakupan sebaran air tanah atau akifer yang cukup luas dan sifatnya yang relatif lebih sulit terkontaminasi oleh polutan permukaan, membuat sumber air tanah menjadi sumber air yang penting dan strategis. Disamping itu, air tanah juga berfungsi sebagai media penopang beban permukaan.

Pemanfaatan air tanah harus melalui suatu menejemen terpadu untuk menjamin pemakaian berkesinambungan. Pengetahuan tentang potensi air tanah adalah sangat penting sebelum eksploitasi dilakukan.

Teknik isotop dapat digunakan untuk menentukan hubungan air tanah dengan air permukaan sekitarnya atau hubungan antara beberapa akifer air tanah.

―Dengan teknik isotop kita bisa mengetahui potensi air tanah sebagai sumber air bersih. Disana kita bisa melihat apakah ekstraksi air tanah yang dilakukan sudah melampaui input yang bisa masuk ke dalam sistem air tanah tersebut. Kalau itu terjadi akan terjadi pengosongan akifer yang pada akhirnya mengakitbakan kekeringan. Teknik ini mengungkap potensi air tanah sehingga bisa membantu eksplorasi,‖ jelas Paston Sidahuruk, Peneliti PATIR Batan.

Paston mengatakan tidak ada batasan berapa kedalaman yang dapat diukur dengan teknologi ini. Selama air bisa diambil maka penelitian dapat dilakukan. Analisis air sendiri dilakukan di laboratorium, dilapangan hanya mengambil sampel air tersebut.

Isotop ini bisa menceritakan di ketinggian berapa air tanah masuk sehingga kita bisa mempredisksi daerah imbuhnya. Dengan prediksi ini maka kita bisa menjaga kelestarian daerah tersebut, dan memprediksi berapa jumlah air yang masuk ke dalam akifer. Selain itu dengan tritium yang juga dihasilkan teknik isotop, kita bisa mengungkap umur air tanah tsb.

Teknologi ini sudah pernah dilakukan untuk meneliti air tanah di Jakarta, Pasruan, Sumatera Utara, Gunung Salak dan tempat lainnya. Kalau kondisi air tanah kering bisa dianalisis apa yang terjadi disana. Misalnya apakah terjadi karena eksploitasi sudah dikembangkan terlalu jauh sehingga tidak ada jalan untuk akuifer masuk ke daerah tersebut.

Bahan 2

r Tanah Proses

Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Air_Tanah)

Menurut Budhikuswansusilo, air tanah (Groundwater) adalah nama untuk menggambarkan air yang tersimpan di bawah tanah dalam batuan yang permeabel. Periode penyimpanannya dapat berbeda waktunya bergantung dari kondisi geologinya (beberapa minggu – tahun). Pergerakan air tanah dapat muncul ke permukaan, dengan manifestasinya sebagai mata air (spring) atau sungai (river).

(http://budhikuswansusilo.wordpress.com/2008/05/09/dinamic-geology-groundwater-air-tanah/ )

Menurut Herlambang (1996:5) air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat didalam ruang antar butir-butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan bergabung membentuk lapisan tanah yang disebut akifer. Lapisan yang mudah dilalui oleh air tanah disebut lapisan permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable, seperti lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air disebut akuifer.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.2 Asal- Usul Air Tanah dan Sifat Air Tanah

Adalah hal yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya air (tanah), untuk memahami asal-usul (origin) dan sifat-sifat (nature) air tanah, agar tidak terjadi kesalah-pengertian tentang sumberdaya yang dikelola. Kesalah-kesalah-pengertian tersebut akan menjadikan tujuan mewujudkan kemanfaatan air tanah terutama bagi kaum miskin pengelolaan tidak mencapai sasarannya, bahkan justru akan menimbulkan dampak yang merugikan bagi keterdapatan air tanah itu sendiri serta kaum miskin tersebut. Hal-hal pokok yang perlu dipahami tentang asal-usul dan sifat-sifat air tanah antara lain tentang: Asal air tanah, Pembentukan air tanah, wadah air tanah, pegaliran dan imbuhan air tanah serta mutu air tanah.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.2.1 Asal Air Tanah

Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah dan terletak pada zona jenuh air. Air tanah berasal dari permukaan tanah, misalkan hujan, sungai, danau. Dan dari dalam bumi sendiri diamana air tersebut terjadi bersama-sama dengan batuannya, misalkan pada waktu terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak oleh batuan endapan tersebut. Contohnya: air fosil yang biasanya asin air volkanik – panas dan mengandung sulfur.

(http://klastik.wordpress.com/2008/03/27/dari-mana-asal-air-tanah/ )

2.2.2 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.

Air tanah adalah salah satu faset dalam daur hidrologi , yakni suatu peristiwa yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer; penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan membentuk awan, pencurahan, pelonggokan dalam tanih atau badan air dan penguapan kembali (Kamus Hidrologi, 1987). Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain yang terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup, penggunaan lahan, tetumbuhan penutup, serta manusia yang berada di permiukaan.

Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. Setiap aksi (pemompaan, pencemaran dll) terhadap air tanah akan memberikan reaksi terhadap air permukaan, demikian sebaliknya.

2.2.3 Wadah Air Tanah

Suatu formasi geologi yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan melalukan air tanah dalam jumlah berarti ke sumur-sumur atau mata air – mata air disebut akuifer. Lapisan pasir atau kerikil adalah salah satu formasi geologi yang dapat bertindak sebagai akuifer. Wadah air tanah yang disebut akuifer tersebut dialasi oleh lapisan lapisan batuan dengan daya meluluskan air yang rendah, misalnya lempung, dikenal sebagai akuitard. Lapisan yang sama dapat juga menutupi akuifer, yang menjadikan air tanah dalam akuifer tersebut di bawah tekanan (confined aquifer). Di beberapa daerah yang sesuai, pengeboran yang menyadap air tanah tertekan tersebut menjadikan air tanah muncul ke permukaan tanpa membutuhkan pemompaan. Sementara akuifer tanpa lapisan penutup di atasnya, air tanah di dalamnya tanpa tekanan (unconfined aquifer), sama dengan tekanan udara luar.

Semua akuifer mempunyai dua sifat yang mendasar: (i) kapasitas menyimpan air tanah dan (ii) kapasitas mengalirkan air tanah. Namun demikaian sebagai hasil dari keragaman geologinya, akuifer sangat beragam dalam sifat-sifat hidroliknya (kelulusan dan simpanan) dan volume tandoannya (ketebalan dan sebaran geografinya). Berdasarkan sifat-sifat tersebut akuifer dapat mengandung air tanah dalam jumlah yang sangat besar dengan sebaran yang luas hingga ribuan km2 atau sebaliknya.

Sebaran akuifer serta pengaliran air tanah tidak mengenal batas-batas kewenangan administratif pemerintahan. Suatu wilayah yang dibatasi oleh batasan-batasan geologis yang mengandung satu akuifer atau lebih dengan penyebaran luas, disebut cekungan air tanah.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.2.4 Pengaliran Dan Imbuhan Air Tanah

Saat ini di daerah-daerah perkotaan yang pemanfaatan air tanah dalamnya sudah sangat intensif, seperti di Jakarta, Bandung, Semarang, Denpasar, dan Medan, muka air tanah dalam (piezometic head) umumnya sudah berada di bawah muka air tanah dangkal (phreatic head). Akibatnya terjadi perubahan pola imbuhan, yang sebelumnya air tanah dalam

memasok air tanah dangkal (karena piezometic head lebih tinggi dari phreatic head), saat ini justru sebaliknya air tanah dangkal memasok air tanah dalam.

Jika jumlah total pengambilan air tanah dari suatu sistem akuifer melampaui jumlah rata-rata imbuhan, maka akan terjadi penurunan muka air tanah secara menerus serta pengurangan cadangan air tanah dalam akuifer. (Seperti halnya aliran uang tunai ke dalam tabungan, kalau pengeluaran melebihi pemasukan, maka saldo tabungan akan terus berkurang). Jika ini hal ini terjadi, maka kondisi demikian disebut pengambilan berlebih (over exploitation) , dan penambangan air tanah terjadi.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.2.5 Mutu Air Tanah

Sifat fisika dan komposisi kimia air tanah yang menentukan mutu air tanah secara alami sangat dipengaruhi oleh jenis litologi penyusun akuifer, jenis tanah/batuan yang dilalui air tanah, serta jenis air asal air tanah. Mutu tersebut akan berubah manakala terjadi intervensi manusia terhadap air tanah, seperti pengambilan air tanah yang berlebihan, pembuangan libah, dll.

Air tanah dangkal rawan (vulnerable) terhadap pencemaran dari zat-zat pencemar dari permukaan. Namun karena tanah/batuan bersifat melemahkan zat-zat pencemar, maka tingkat pencemaran terhadap air tanah dangkal sangat tergantung dari kedudukan akuifer, besaran dan jenis zat pencemar, serta jenis tanah/batuan di zona takjenuh, serta batuan penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat perubahan pola imbuhan, maka air tanah dalam di daerah-daerah perkotaan yang telah intensif pemanfaatan air tanahnya, menjadi sangat rawan pencemaran, apabila air tanah dangkalnya di daerah-daerah tersebut sudah tercemar. Air tanah yang tercemar adalah pembawa bibit-bibit penyakit yang berasal dari air (water born diseases).

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

Defenisi tentang air tanah diatas menunjukkan keterkaitan erat dengan air permukaan (sungai, rawa, dan danau). Oleh karena itu, air tanah merupakan bagian dari siklus air (the water cycle).

2.3.1 Gambar Siklus Hidrologi

2.3.2 Proses Siklus Hidrologi

Jika hari hujan maka air akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebahagian akan mengalir ke permukaan bumi menuju ke daerah yang lebih rendah dan bermuara di laut atau di danau. Sebahagian lagi akan terserap oleh bumi dan ―mengalir‖ di dalam tanah atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.

Air yang telah sampai di laut ataupun di danau jika dikenai oleh sinar matahari akan menguap dan bergabung membentuk awan. Oleh karena adanya perbedaan tekanan dan temperatur di atas permukaan bumi maka terjadilah perpindahan udara atau pergerakan udara yang kita sebut angin.

Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah yang lebih rendah temperatur tekanannya. Jika awan yang dibawa oleh angin ini melalui daerah pegunungan, maka gerakannya akan terhalang dan didorong untuk naik lebih tinggi lagi. Karena temperatur akan semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut, maka awan yang mengandung uap air tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah butiran-butiran air yang kemudian jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan.

Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daerah yang lebih rendah, dan sebahagian diserap oleh bumi. Kemudian terus ke laut atau ke danau dan apabila kena sinar matahari akan menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan berkumpul dan kemudian dibawa oleh angin dan mengembun dan berubah menjadi hujan. Begitulah seterusnya siklus dari air yang berulang secara bergantian.

(http://herrywidayat.wordpress.com/2009/01/09/115/ )

2.4 Macam- macam Air Tanah

Menurut Krussman dan Ridder (1970) dalam Utaya (1990:41-42) bahwa macam-macam akifer sebagai berikut:

B Akifer Bebas (Unconfined Aquifer)

yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. Permukaan tanah pada aquifer ini disebut dengan water table (preatiklevel), yaitu permukaan air yang mempunyai tekanan hidrostatik sama dengan atmosfer.

B Akifer Tertekan (Confined Aquifer)

yaitu aquifer yang seluruh jumlahnya air yang dibatasi oleh lapisan kedap air, baik yang di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan jenuh lebih besar dari pada tekanan atmosfer.

B Akifer Semi tertekan (Semi Confined Aquifer)

yaitu aquifer yang seluruhnya jenuh air, dimana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan semi lolos air dibagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.

B Akifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer)

yaitu aquifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air, sedangkan bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya masih memungkinkan adanya gerakan air. Dengan demikian aquifer ini merupakan peralihan antara aquifer bebas dengan aquifer semi tertekan.

2.5 Gerakan Air Tanah

Pergerakan air di bawah tanah dengan sumber airnya adalah air hujan dapat digambarkan dalam beberapa tahapan berikut:

J sebidang tanah alami yang permukaannya ditumbuhi rerumputan dan sebatang pohon besar

J Ketika turun hujan, air hujan mulai membasahi permukaan tanah

J Tanah yang alami dengan tetumbuhan di atasnya menyediakan pori-pori, rongga-rongga dan celah tanah bagi air hujan sehingga air hujan bisa leluasa merembes atau meresap ke dalam tanah. Air itu akan turun hingga kedalaman beberapa puluh meter.

J Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah sampai dia mencapai lapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit yang tidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini adalah lapisan yang bersifat impermeabel. Lapisan seperti ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang berisi air).

J Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya bisa mengisi ruang di antara butiran batuan di atas lapisan aquitard.

J Air yang datang kemudian akan menambah volume air yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan tersimpan disana. Penambahan volume air akan berhenti seiring dengan berhentinya hujan.

J Air yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah. Sementara air yang tidak bisa diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan

Permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan tanah yang terisi air tanah disebut zona saturasi air.

Permukaan zona saturasi — yang tak lain adalah water table tersebut — selalu mengikuti bentuk topografi atau lekuk-lekuk permukaan bumi.

(http://taman.blogsome.com/category/air-tanah/ )

Disamping air tanah bergerak dari atas ke bawah, air tanah juga bergerak dari bawah ke atas (gaya kapiler). Air bergerak horisontal pada dasarnya mengikuti hukum hidrolika, air bergerak horisontal karena adanya perbedaan gradien hidrolik. Gerakan air tanah mengikuti hukum Darcy yang berbunyi ―volume air tanah yang melalui batuan berbanding lurus dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan tebal lapisan.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.6 Kondisi Air Tanah Dataran Aluvial

Dataran alluvial merupakan dataran yang terbentuk akibat proses-proses geomorfologi yang lebih didominasi oleh tenaga eksogen antara lain iklim, curah hujan, angin, jenis batuan, topografi, suhu, yang semuanya akan mempercepat proses pelapukan dan erosi. Hasil erosi diendapkan oleh air ketempat yang lebih rendah atau mengikuti aliran sungai. Dataran alluvial menempati daerah pantai, daerah antar gunung, dan dataran lembah sungai. daerah alluvial ini tertutup oleh bahan hasil rombakan dari daerah sekitarnya, daerah hulu ataupun dari daerah yang lebih tinggi letaknya. Potensi air tanah daerah ini ditentukan oleh jenis dan tekstur batuan.

Volume air tanah dalam dataran alluvial di tentukan oleh tebal dan penyebaran permeabilitas dari akifer yang terbentuk dalam aluvium dan dilluvium yang mengendap dalam dataran. Apabila suatu daerah materi penyusunnya atas materi halus (liat/berdebu) umumnya permeabilitasnya kecil, sedangkan suatu daerah yang tersusun atas pasir dan kerikil permeabilitasnya besar. Air tanah yang mengendap di dataran banjir ditambah langsung dari

peresapan air susupan. Permukaan air tanahnya dangkal sehingga pengambilan air dapat dengan sumur dangkal.

Dataran alluvial unsur-unsur yang dominan adalah unsur NO2, NO3, Ca, Mg, Si, dan Fe. Kelebihan Nitrit karena pengaruh zat buangan (urine), pembusukan organik dari hasil reduksi nitrat yang ada disekitar air tanah (Karmono dan Joko Cahyo, 1978:11). Hal ini selain dipengaruhi oleh faktor alam juga sebagai aktivitas manusia misalnya adanya lahan pertanian yang mengkonsumsi pupuk organik yang mengandung nitrat.

(http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html )

2.7 Metode Pencarian Air Tanah

Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik. Diantaranya adalah: v Metode berdasarkan aspek fisika (Hidrogeofisika)

Penekanannya pada aspek fisik yaitu merekonstruksi pola sebaran lapisan akuifer. Beberapa metode yang sudah umum kita dengar dalam metode ini adalah pengukuran geolistrik yang meliputi pengukuran tahanan jenis, induce polarisation (IP) dan lain-lain. Pengukuran lainnya adalah dengan menggunakan sesimik, gaya berat dan banyak lagi.

v Metode berdasarkan aspek kimia (Hidrogeokimia)

Penekanannya pada aspek kimia yaitu mencoba merunut pola pergerakan airtanah. Secara teori ketika air melewati suatu media, maka air ini akan melarutkan komponen yang dilewatinya. Sebagai contoh air yang telah lama mengalir di bawah permukaan tanah akan memiliki kandungan mineral yang berasal dari batuan yang dilewatinya secara melimpah.

(http://www.fishyforum.com/fishysalt/fishyronment/9689-airtanah-apa-dan-bagaimana-mencarinya.html)

2.8 Teknologi Pengolahan Air Tanah Sumur Artesis 2.8.1 Air Sumur artesis

Dalam perjalananya aliran airtanah ini seringkali melewati suatu lapisan akifer yang diatasnya memiliki lapisan penutup yang bersifat kedap air (impermeabel) hal ini mengakibatkan perubahan tekanan antara airtanah yang berada di bawah lapisan penutup dan airtanah yang berada diatasnya. Perubahan tekanan inilah yang didefinisikan sebagai airtanah tertekan (confined aquifer) dan airtanah bebas (unconfined aquifer). Dalam kehidupan sehari-hari pola pemanfaatan airtanah bebas sering kita lihat dalam penggunaan sumur gali oleh penduduk, sedangkan airtanah tertekan dalam sumur bor yang sebelumnya telah menembus lapisan penutupnya.

Airtanah bebas (water table) memiliki karakter berfluktuasi terhadap iklim sekitar, mudah tercemar dan cenderung memiliki kesamaan karakter kimia dengan air hujan. Kemudahannya untuk didapatkan membuat kecenderungan disebut sebagai airtanah dangkal.

Airtanah tertekan/ airtanah terhalang inilah yang seringkali disebut sebagai air sumur artesis (artesian well). Pola pergerakannya yang menghasilkan gradient potensial, mengakibatkan adanya istilah artesis positif ; kejadian dimana potensial airtanah ini berada diatas permukaan tanah sehingga airtanah akan mengalir vertikal secara alami menuju kestimbangan garis potensial khayal ini. Artesis nol ; kejadian dimana garis potensial khayal ini sama dengan permukaan tanah sehingga muka airtanah akan sama dengan muka tanah. Terakhir artesis negatif ; kejadian dimana garis potensial khayal ini dibawah permukaan tanah sehingga muka airtanah akan berada di bawah permukaan tanah.

(http://www.fishyforum.com/fishysalt/fishyronment/9689-airtanah-apa-dan-bagaimana-mencarinya.html)

2.8.2 Teknologi Pengolahan Air Tanah Sumur Artesis Untuk Air Minum

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Air yang layak diminum, mempunyai standar

persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan secara perlahan.

Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu alternatif yakni dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan.

Tujuan teknologi pengolahan air ini adalah untuk meningkatkan kesehatan masyarakat, khususnya masyarakat yang masih menggunakan air tanah atau air sumur sebagai sumber kebutuhan air bersih. Sedangkan sasarannya adalah menyebar luaskan paket teknologi pengolahan air sumur siap minum kepada masyarakat yang memerlukan.

Unit alat pengolahan air ini dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas air sumur atau air tanah sehingga langsung dapat diminum tanpa proses pemanasan. Unit alat ini sangat cocok digunakan untuk keperluan Asrama, Pesantren, Pemukiman padat penduduk, dan lain-lain.

B Bahan § Pasir silika § Kerikil

§ Mangan zeolit § Karbon aktif butiran § kaporit

B Peralatan § Pompa air baku § Pompa dosing § Tangki bahan kimia

§ Tangki reactor

§ Saringan pasir cepat (sand filter) § Filter mangan zeolit

§ Filter karbon aktif § Filter cartridge

§ Sterilisator ultra violet B Cara Pembuatan

Untuk mengolah air sumur menjadi air yang siap minum proses pengolahannya yaitu Air dari sumur dipompa dengan menggunakan pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan klorine atau kaporit dialirkan ke tangki reaktor. Dari tangki reaktor air dialirkan ke saringan pasir cepat untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tangki reaktor. Setelah disaring dengan saringan pasir, air dialirkan ke filter mangan zeolit. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit.

(http://www.kamusilmiah.com/teknologi/teknologi-pengolahan-air-sumur-untuk-air-minum/)

2.8.3 Teknologi Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan PT. Apac Inti Corpora Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan lain dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan penyediaan air bersih yang secara kualitas memenuhi

standar yang berlaku dan secara kuantitas dan kontinuitas harus memenuhi kebutuhan industri sehingga proses produksi tersebut dapat berjalan dengan baik.

Dengan adanya standar baku mutu untuk air bersih industri, setiap industri memiliki pengolahan air sendiri-sendiri sesuai dengan kebutuhan industri. Karena setiap proses industri maupun segala aktivitas membutuhkan air sebagai bahan baku utama atau bahan penolong, PT Apac Inti Corpora memanfaatkan air permukaan, air tanah dan air dari Sarana Tirta Ungaran (STU) sebagai sumber air. Penggunaan air permukaan dan air tanah mengharuskan PT Apac Inti Corpora untuk mengolah air secara optimal agar memenuhi kualitas standar baku untuk air bersih industri. PT Apac Inti Corpora memiliki unit pengolahan air untuk mengolah air secara optimal untuk memenuhi kebutuhan air perusahaann baik untuk kepentingan domestik maupun non domestik. PT Apac Inti Corpora memerlukan air bersih untuk proses produksi, pendingin (cooling tower), uap panas (ketel uap/boiler), dan juga untuk keperluan domestik seperti kamar mandi, kantin, dan sebagainya.

2.8.3.1 Sumber Bahan Baku Air Sumur

PT Apac Inti Corpora mempunyai 14 unit sumur dalam dan 1 unit sumur pantau yang terletak ± 2 km dari perusahaan. Jarak antara sumur dalam satu dengan yang lain berbeda-beda, antara 83-100 m. Akan tetapi mulai tahun 2004 pemakaian air sumur dalam sudah mulai tidak efektif lagi karena adanya peraturan dari badan geologi dan pertambangan yang menetapkan pengambilan tanah tidak boleh lebih dari 1000 m3/hari. Sekarang air sumur dalam dimanfaatkan untuk kebutuhan domestik dan masyarakat desa Harjosari dan desa Gandekan. Untuk memenuhi kebutuhan perusahaan setiap hari beroperasi 1-2 buah sumur. Air tanah PT Apac Inti Corpora diolah dengan aerasi dan filtrasi. Besarnya kapasitas air tanah adalah 205,83 m3/hari.

Air tanah yang dipompa kemudian dilewatkan flowmeter untuk mengetahui debit air yang dipompa. Alat ini juga digunakan untuk mengetahui debit air yang telah dipompa agar tidak melebihi batas yang diijinkan oleh badan geologi dan pertambangan karena jika melebihi ketentuan akan terkena denda, selain itu pengambilan air tanah secara besar- besaran dapat menyebabkan penurunan muka air tanah.

Sebagian besar dari parameter- parameter air baku sumur dalam yang digunakan PT Apac Inti Corpora masih memenuhi standar baku mutu yang diijinkan, namun ada parameter yang melebihi baku mutu, yaitu Fe. Kandungan Fe adalah 2,13 mg/lt. sedangkan baku mutu yang diijinkan adalah 0,3 mg/lt. sehingga kandungan Fe perlu diturunkan. Untuk menurunkan parameter kualitas air baku sumur dalam terutama Fe, PT Apac Inti Corpora menggunakan unit pengolahan aerasi dan filtrasi dengan sand filter.

2.8.3.3 Unit Pengolahan Air Bersih

Proses pengolahan air sumur PT. Apac Inti Corpora meliputi proses berikut: a) Aerasi

Air dari sumur dalam dipompa dengan submersible langsung dialirkan melalui pipa yang kemudian kemudian dipercikkan pada unit aerasi. Dengan penambahan unit aerasi ini kandungan Fe dapat menurun hingga 32,39% bila dibandingkan dengan sebelum ada aerasi.

b) Bak Raw Water

Air dari bak aerasi dialirkan ke bak raw water secara grafitasi yang berkapasitas 875 m3 dengan dimensi bangunan 35m x 10m x 2,5m dan freeboard 0,38 m dimana pada bagian atas terdapat 4 buah manhole yang berfungsi sebagai lubang pemeriksaan.

c) Filtrasi

PT Apac Inti Corpora menggunakan unit filtrasi dengan media pasir kuarsa dengan tujuan untuk menyaring kotoran dan partikel-partikel yang sangat halus, serta flok-flok dari partikel tersuspensi, selain itu juga untuk mengurangi kadar Fe dan Mn. Kadar Fe yang rendah akan mengurangi kemungkinan timbulnya karat pada perlengkapan perpipaan dan lain-lain.

Dengan sand filter ini kandungan Fe setelah aerasi dapat menurun hingga 36,81%. Tipe filter yang digunakan adalah saringan pasir cepat (rapid sand filter) dengan jenis pressure filter. Jumlah sand filter ada 3 buah, tetapi dalam pengoperasiannya bekerja secara bergantian tergantung dari debit yang akan disaring.

Air baku dari sand filter dipompakan ke bak hard water, yang berkapasitas 1125 m3 yang berbentuk silu-siku (bentuk ―L‖) dimana pada bagian atas terdapat 5 buah manhole yang berfungsi sebagai lubang pemeriksaan.

2.8.4 Gambar Instalasi Pengolahan Air Sumur PT. Apac Inti Corpora

Keterangan: 1) 8 unit sumur 2) 6 unit smur 3) Bak aerasi 4) Bak raw water

5) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari 6) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari 7) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari 8) Bak Backwash

9) Bak Hard Water

10) Air bersih untuk keperluan proses PT. Apac Inti Corpora 11) Air bersih untuk masyarakat sekitar.

(Nurandani hardyanti, Nurmeta diani fitri.2006.‖Studi Evaluasi Instalasi Pengolahan Air Bersih‖.Jurnal PRESIPITASI.Vol.1 No.1. ISSN 1907-187X)

2.9 Dampak Pemanfaatan Air Tanah Untuk Proses

Peningkatan eksploitasi airtanah yang sangat pesat di berbagai sektor di Indonesia telah menuntut perlunya persiapan berupa langkah-langkah nyata untuk menanganinya,

khususnya memperkecil dampak negatif yang ditimbulkannya. Airtanah sebagai salah satu sumberdaya air saat ini telah menjadi permasalahan nasional. Airtanah yang merupakan sumberdaya alam terbarukan ( renewal natural resources ) saat ini telah memainkan peran penting di dalam penyediaan pasokan kebutuhan air bagi berbagai keperluan, sehingga menyebabkan terjadinya pergeseran nilai terhadap airtanah itu sendiri. Airtanah pada masa lalu merupakan barang bebas ( free goods ) yang dapat dipakai secara bebas tanpa batas dan belum memerlukan pengawasan pemanfaatan, tetapi pada era pembangunan saat ini yang disertai dengan peningkatan kebutuhan airtanah yang sangat pesat telah merubah nilai airtanah menjadi barang ekonomis ( economic goods ), artinya airtanah diperdagangkan seperti komoditi yang lain, bahkan di beberapa tempat airtanah mempunyai peran yang cukup strategis.

2.9.1 Pengembangan dan Pemanfaatan Air Tanah

Sumberdaya airtanah mempunyai peran cukup penting sebagai pasokan air untuk berbagai sektor pembangunan, antara lain:

· Air minum perkotaan atau pedesaan · Air industri

· Air irigasi,dll.

2.9.2 Keunggulan Sumber Daya Air Tanah Keunggulan sumber daya air tanah yaitu:

§ Secara Hygienis lebih sehat karena telah mengalami proses filtrasi secara alamiah. § Cadangan relatif tetap sepanjang tahun.

§ Apabila air tanah tersedia, dapat diperoleh di tempat tersebut tanpa peralatan mahal.

2.9.3 Kekurangan Sumber Daya Air Tanah

Kekeurangan atau kelemahan dari sumber daya air tanah yaitu:

§ Terdapat di bawah permukaan tanah, untuk pemanfaatannya harus dilakukan dengan membuat sumur gali / bor.

§ Keterdapatan tidak merata pada setiap tempat.

§ Cadangannya terbatas, untuk keperluan air minum perkotaan atau air irigasi / industri yang cukup besar, mungkin cadangan tidak mencukupi.

2.9.4 Dampak Pemanfaatan Air Tanah

Pada kenyataannya pemanfaatan air untuk memenuhi kebutuhan sektor industri dan jasa masih mengandalkan airtanah secara berlebih dapat menimbulkan dampak negatif terhadap sumber daya air tanah maupun lingkungan, antara lain:

- Penurunan muka airtanah - Intrusi air laut

- Amblesan tanah

% Penurunan Muka Air Tanah

Pemanfaatan airtanah yang terus meningkat menyebabkan penurunan muka airtanah. Hasil rekaman muka airtanah pada sumur-sumur pantau didaerah pengambilan airtanah intensif seperti: Cekungan Jakarta, Bandung, Semarang, Pasuruan, Mojokerto menunjukkan kecenderungan muka airtanahnya yang terus menurun. Demikian juga di daerah DIY.

Contoh cekungan di daerah Semarang:

Perubahan kedudukan muka airtanah di cekungan Semarang periode 1993- 1994 diuraikan berikut ini;

· Daerah Semarang Utara meliputi Pusat Kota, pemukiman Tanah Mas (Muka Air tanah Statis) dan daerah industri Kaligawe, MASnya antara 14,19 – 28,91m. bmt, dengan penurunan antara 0,6-1,9 m/tahun.

· Daerah Semarang Selatan meliputi daerah Candi, Banyumanik MASnya antara 20,24 - 48,24 m.bmt dengan penurunan antara 0,37- 0,70 m/tahun.

· Daerah Kendal meliputi Kec. Kaliwungu, kota Kendal MAS nya antara +1,0 hingga 21,16 m.bmt dengan penurunan antara 0,20 – 0,55 m/tahun.

· Daerah Demak meliputi Kota demak dan Mranggen MASnya antara + 0,50 hingga 25,40 m.bmt dengan penurunan antara 0,15 –0,45 m/tahun.

% Intrusi Air Laut

Apabila keseimbangan hidrostatik antara airtanah tawar dan airtanah asin di daerah pantai terganggu, maka akan terjadi pergerakan airtanah asin/air laut ke arah darat dan terjadilah intrusi air laut.

Terminologi intrusi pada hakekatnya digunakan hanya setelah ada aksi, yaitu pengambilan airtanah yang mengganggu keseimbangan hidrostatik. Adanya intrusi air laut ini merupakan permasalahan pada pemanfaatan airtanah di daerah pantai, karena berakibat langsung pada mutu airtanah.

Airtanah yang sebelumnya layak digunakan untuk air minum, karena adanya intrusi air laut, maka terjadi degradasi mutu, sehingga tidak layak lagi digunakan untuk air minum.

Intrusi air laut teramati didaerah pantai Jakarta, Semarang, Denpasar, Medan dan daerah-daerah pantai lainnya yang pemanfaatan airnya telah demikian intensif.

Contoh cekungan di daerah Semarang:

Daerah Semarang bagian utara penyusupan air asin semakin meningkat sejak beberapa tahun terakhir, terutama pada daerah pemukiman pusat perkotaan, dan di beberpa wilayah industri di bagian utara, miksalnya daerah sekitar Muara Kali Garang, Tanah Mas, Pengapon, Simpang Lima. Data penyusupan air asin tersebut diatas adalah berdasarkan hasil pemantauan dari beberapa sumur gali penduduk yang tersebar, maupun dari kualitas sumur bor di

beberapa tempat. Didaerah Semarang penyusupan air asin ini diperkirakan sudah mencapai sejauh 2 km ke arah selatan garis pantai.

% Amblesan Tanah

Permasalahan amblesan tanah (land subsidence) dapat akibat pengambilan airtanah yang berlebihan dari lapisan akuifer yang tertekan (confined aquifers). Akibat pengambilan yang berlebihan (over pumpage), maka airtanah yang tersimpan dalam pori- pori lapisan penutup akuifer (confined layer) akan terperas keluar dan mengakibatkan penyusutan lapisan penutup tersebut. Refleksinya adalah penurunan permukaan tanah.

Amblesan tanah tidak dapat dilihat seketika, tetapi teramati dalam kurun waktu yang lama dan berakibat pada daerah yang luas. Meskipun penyebab penurunan tersebut masih memerlukan penelitian dan pemantaun rinci, namun bila mengacu fenomena serupa beberapa kota dunia seperti Bangkok, Venesia, Tokyo maupun Meksiko dapat diyakini, bahwa penurunan tersebut adalah bukti amblesan tanah yang disebabkan oleh pengambilan airtanah yang berlebihan.

Contoh Cekungan di daerah Semarang:

Amblesan tanah terjadi juga didaerah pantai utara Semarang dengan indikasi telah mulai tampak antara lain:

· Fondasi sumurbor pantau di kompleks Sekolah STM Perkapalan dekat Muara kali Garang, Tambak Ikan seolah-olah terangkat kurang lebih 20 cm (Juli1994), namun pada kenyataan permukaan tanah di sekitarnya yang mengalami penurunan.

· Terjadinya retakan-retakan pada lantai bangunan Sekolah Pelayaran Singosari, hampir pada semua bangunan di kompleks tersebut.

· Terjadinya genangan air laut di daerah pantai, dan banjir di bagian Muara Kali Karang yang sebelumnya belum pernah terjadi.

(Hendrayana, Heru.2002.‖Dampak Pemanfaatan Air Tanah‖.Geologycal Engineering.Dept.Gajah Mada University/ www.heruhendrayana. staff.ugm.ac,id)

2.10Upaya Pengendalian Dan Aspek Teknis

Mengingat sebaran airtanah tidak dibatasi oleh batas-batas administratif suatu daerah, maka pengelolaan airtanah berdasarkan aspek teknis seharusnya mengacu padasuatu cekungan air tanah, yakni suatu wilayah yang ditentukan oleh batasan- batasan hidrogeologi, di mana semua event hidrolika (pengisian, pengambilan dan pengaliran airtanah) berlangsung. Batasan-batasan teknis hidrogeologi ini menyangkut geometri dan parameter akuifer, jumlah dan mutu airtanah, pengaliran dan keterdapatan airtanah. Batasanbatasan tersebut menentukan berapa jumlah airtanah yang dapat dimanfaatkan dan bagaimana upaya konservasi airtanah harus dilakukan.

Beberapa tindakan upaya pengendalian dampak negatif akibat pemompaan airtanah secara berlebihan, antara lain:

B Penentuan Lokasi Pemompaan

Mengingat keterdapatan lapisan pembawa airtanah tidak merata, maka penentuan lokasi pengambilan airtanah sangat menentukan, agar sumberdaya airtanah dapat dimanfaatkan seoptimal mungkin.

Disamping itu, pengaruh pengambilan airtanah melalui sumur-sumur yang berdekatan akan mengakibatkan penurunan muka airtanah yang lebih dalam, maka penentuan lokasi dan jarak antar sumur, akan dapat mencegah pengaruh di atas.

B Pengaturan Kedalaman Penyadapan

Suatu daerah sering mempunyai akuifer berlapis banyak (multi layer aquifer). Kondisi yang demikian sangat memungkinkan untuk dilakukan pengaturan kedalaman penyadapan pada lapisan akuifer tertentu

Dengan pengaturan kedalaman penyadapan akan dapat dihindari terjadinya eksploitasi airtanah yang terkonsentrasi hanya pada satu lapisan akuifer tertentu, yang dampaknya tentu berbeda dengan penyadapan yang dilakukan pada beberapa lapisan akuifer.

Peruntukan airtanah untuk berbagai keperluan, diatur dengan mengambil airtanah dari berbagai kedalaman yang berbeda. Namun pada dasarnya pengaturan kedalaman penyadapan

airtanah tetap mengacu pada prioritas peruntukan airtanah, di mana air minum merupakan prioritas utama di atas segala-galanya.

B Pembatasan Debit Pemompaan

Pembatasan besarnya airtanah yang disadap ini, bertujuan agar penurunan muka airtanah dapat dibatasi pada kedudukan yang aman. Pengertian aman mempunyai arti dapat mencegah terjadinya intrusi air laut pada pengambilan airtanah di daerah pantai, maupun kemungkinan terjadinya amblesan, serta untuk menyesuaikan dengan cadangan airtanah yang tersedia. Namun konsekuensi dari pembatasan ini adalah, harus dapat disediakan sumber-sumber pasokan air yang lain, misalnya dari air permukaan.

Kondisi hidrogeologi suatu daerah sangat menentukan besar cadangan dan kualitas airtanah, sehingga berapa batas yang aman jumlah debit pengambilan airtanah, sangat berbeda dari suatu daerah ke daerah yang lain. Tetapi secara kualitatif dapat ditentukan, bahwa jumlah pengambilan airtanah hendaknya tidak melebihi jumlah imbuhan airtanah.

B Penambahan Imbuhan

Berdasarkan pada daur hidrologi, sumber utama airtanah adalah berasal dari air hujan. Indonesia yang beriklim tropis basah, umumnya mempunyai curah hujan yang relatif tinggi, lebih dari 1000 mm/tahun, dengan hari hujan yang relatif panjang. Kondisi ini sangat menguntungkan dalam imbuhan airtanah secara alami, di mana pada saat musim hujan terjadi pengisian dan penggantian dari defisit airtanah yang terjadi pada musim kemarau. Dengan demikian akuifer akan mendapat penambahan cadangan airtanah.

Permasalahannya adalah di daerah-daerah yang telah berkembang, terutama di kota-kota besar, peristiwa pengisian kembali airtanah pada musim hujan terhambat karena adanya perubahan lingkungan. Daerah-daerah yang sebetulnya merupakan daerah imbuh airtanah telah berubah fungsi, sehingga hanya sebagian kecil air hujan yang meresap dan mengimbuh airtanah. Pada daerah yang demikian, perlu upaya penampungan air hujan untuk dimasukkan ke dalam sumur-sumur resapan.

B Penentuan Kawasan Lindung

Kawasan lindung airtanah mengarah kepada penataan ruang suatu daerah dengan maksud untuk melindungi jumlah dan mutu sumberdaya airtanah. Oleh sebab itu, untuk

menentukan kawasan lindung airtanah, disamping kondisi hidrogeologi, maka penggunaan lahan dan keberadaan infrastruktur harus dipertimbangkan.

Penentuan kawasan lindung ini merupakan suatu hal yang tidak mudah untuk dilaksanakan, karena sering terjadi pertentangan kepentingan. Misalnya, di daerah imbuh airtanah, sering terjadi tuntutan pembangunan sebagai daerah pemukiman, industri, buangan sampah, dan penggunaan lahan yang lain yang berdampak negatif terhadap jumlah maupun mutu airtanah. Oleh sebab itu banyak kendala untuk memberlakukan secara efisien upaya perlindungan airtanah. Meskipun demikian usaha-usaha perlindungan airtanah dapat ditetapkan dari sudut pandang hidrogeologi dan geologi lingkungan.