hidro-hartono

HIDROGEOLOGI

HIDROGEOLOGI

•

•

Air

Air

•

•

Daur Hidrologi

Daur Hidrologi

•

•

Curah Hujan

Curah Hujan

•

•

Akifer

Akifer

•

•

Tahap Pemboran Sumur

Tahap Pemboran Sumur

•

HIDROGEOLOGI

HIDROGEOLOGI

•

•

Air

Air

•

•

Daur Hidrologi

Daur Hidrologi

•

•

Curah Hujan

Curah Hujan

•

•

Akifer

Akifer

•

•

Tahap Pemboran Sumur

Tahap Pemboran Sumur

•

AIR

AIR

•

•

Hidrologi

Hidrologi

a

a.. TTeerrjjaaddiinnyyaa b

b.. PPeerreeddaarraannnnyyaa cc.. SSiiffaat ft fiissiikk d

d.. SSiiffaat kt kiimmiiaa e

e.. RReeaakkssii ddeennggaann lliinnggkkuunnggaann

ff.. HHuubbuunnggaann ddeennggaann mmaakkhhlluukk hhiidduupp

•

•

Pe

Pe

nin

nin

gk

gk

at

at

an

an

k

k

ebu

ebu

tuh

tuh

an

an

air

air

•

•

Su

Su

mb

mb

er

er

ai

ai

r ba

r ba

wa

wa

h

h

ta

ta

na

na

h

h

/ ai

/ ai

r ta

r ta

na

na

h

h

a

a.. TTeerrjjaaddiinnyyaa b

b.. PPeerrggeerraakkaannnnyyaa cc.. SSiiffaat ft fiissiikk

d

d.. SSiiffaat kt kiimmiiaa

3

3

AIR

•

Kestabilan air tanah terganggu terutama :

a. Daerah pantai b. Daerah perkotaan c. Daerah industri

Hidrogeologi

Pemanfaatan

a. Air minum

b. Air rumah tangga c. Air industri

d. Air peternakan

e. Air irigasi / pertanian f. Air usaha pertambangan g. Air untuk kepentingan lain

•

En = E

_o

(1±

)

n

Keterangan :

En = Jumlah penduduk setelah n tahun.

(5, 10. 15, 20, 25 tahun mendatang)

E

_o

= jumlah penduduk saat ini

z = % pertambahan penduduk /thn

n = tahun yang akan datang

Standar Kebutuhan Air / Hari / Kepala

•

Negara Industri / eropa

: ±200 Lt/hr/kepala

•

Pertanian

:

125

 –

175

•

Kota

kecil

:

150

 –

200

•

Kota

Industri

:

200

 –

300

•

Negara berkembang

: 30

 –

50

•

Indonesia

: 30

 –

40

•

Target pemerintah (kota)

: 60

 –

80

•

Dep. Transmigrasi

: 5

 –

10

HIDROGEOLOGI

•

Air

•

Daur Hidrologi

•

Curah Hujan

•

Akifer

•

Tahap Pemboran Sumur

DAUR HIDROLOGI

₉

 Air dalam tanah Presipitasi Kondensasi Penguapan  Air permukaan Peresapan air  Tanah/batuan berpori

DAUR HIDROLOGI

• Penyebaran air di dunia (Manning, 1987)

Perkiraan jumlah air keseluruhan di bumi : 1.386 juta km³

HIDROGEOLOGI

•

Air

•

Daur Hidrologi

•

Curah Hujan

•

Akifer

•

Tahap Pemboran Sumur

Secara kuantitatif daur air digambarkan dalam “Neraca Air” CH = I + R + E + ΔS Keterangan : CH= Curah Hujan (mm) I = Infitrasi (mm) R = Air Limpasan (mm) E = Penguapan (mm) ΔS = Perubahan mat. (mm) • Curah Hujan (CH)

Adalah Jumlah air hujan yang jatuh pada satu satuan luas, dinyatakan dalam mm

• Derajat Curah Hujan atau Intensits Curah Hujan

Penyajian Karakteristik CH Suatu Daerah Menurut Wenner

‘70

•

Curah Hujan

•

Temperatur

Cara

 – 

_{Cara Perhitungan CH}

a. Cara Rata

_– 

rata Aljabar 

P = ( P₁+ P₂ + . . . + P_n)

Keterangan :

P = CH daerah (mm)

n = Jumlah titik pengamatan

P_{1 ,}P_{2 ,}. . .,P_n = CH ditiap titik pengamatan (mm)

b. Cara Poligon (Thiessen)

A₁P₁+ A₂P₂+ . . . + A_nP_n A₁ + A₂ + . . . + A_n

Keterangan :

P = CH daerah

P_{1 ,}P_{2 ,}. . .,P_n = CH ditiap titik pengamatan

A₁, A₂, . . .,A_n = Luas daerah pengaruh titik pengamatan = A_t (Luas daerah total)

c. Cara Isohyet  

Garis Isohyet adalah garis yang menghubungkan titik - titik dengan CH yang sama.

Rumus sama dengan metode poligon Luas : daerah diantara 2 garis Isohyet

CH : hanya rata – rata dari 2 garis Isohyet

17

• Infiltrasi ?

Faktor faktor yang mempengaruhi infiltrasi ?

Pengukuran Infiltrasi :

1. Lysimeter - Baca Buku Suyono “Hidrologi untuk pengairan”

2. Kille - Data Q harian min. Sungai perbulan, tiap 30 data diambil 1 Minimum.

- diurutkan dari yang terkecil sampai dengan terbesar. - n data : 2 = debit rata rata min suatu DAS.

Contoh :

Data hasil pengukuran Suatu DAS dengan luas 10 km2 _{pada th. 2012, sbb :}

INFILTRASI

G = Laju Infiltrasi

= Debit min. Rata rata Luas DAS = 1.5 x 103 _{= 150 liter/dt.km}2 10 = ...mm/thn    Q    m    i    n    m    3     /     d   e    t    i     k n/2 Luas DAS : 10Km2

19

INFILTRASI

3. Villinger, 1982. Cara Villinger dapat dihitung dengan urutan sbb : - Data Minimum rata rata bulanan

- Plot data dan tentukan n/2 (urutkan 12 bilangan rata rata) Menjadi Q minimum12

G = Laju Infiltrasi = Q minimum12

Luas DAS

= ... Liter/Detik.Km2

Contoh hasil pengukuran :

INFILTRASI

n/2    Q    m    i    n    m    3     /     d   e   t    i     k G = Laju Infiltrasi = Qmin12 Luas DAS = 6 x 103 _{= ... liter/dt.km}2 10 Luas DAS : 10Km2 R1 R₂ R₃ R₁₂

21

EVAPORASI / EVAPOTRANSPIRASI

• Evaporasi 

Penguapan / Evaporasi / Transpirasi / Evapotranspirasi (ET) // Evaporasi : Penguapan dari permukaan air laut dan tanah. Transpirasi : Penguapan oleh tumbuh tumbuhan.

Evapotranspirasi (ET)(mm/waktu(hari/bulan/tahun) : ET pot : Yang seharusnya terjadi.

ET reel : Yang sebenarnya terjadi (nyata/riil).

Faktor faktor yang berpengaruh : 1. Sinar matahari (Sumber Energi)

2. Temperatur udara dan derajat kejenuhan daripada udara. 3. Angin/ Pergerakan udara

EVAPORASI / EVAPOTRANSPIRASI

ET Pot : 1) TURC, 1970 ET Reel = N [0,9 + (N/Jt)2₎0,5 Keterangan : N = Jumlah CH/Thn, (mm) Jt = 300 + 25t + 0,05t3_{, (fs.Suhu)}

t = Temperatur rata rata Tahunan, (Co₎ Contoh : Daerah X -N = 647 mm/thn, t = 8,3 Co ET Reel = 647 [0,9 + (647/536,1)2₎0,5 = 421,5 mm/thn 2) Dengan Lysimeter

23

EVAPORASI / EVAPOTRANSPIRASI

ET Pot :

1) Thorntwaite

ET Pot = 1,6 (10t/J)a _{mm/bulan atau mm/tahun}

Keterangan :

t = temperatur rata rata bulanan

J = Indeks panas setahun, jumlah daripada 12 bulan, dari angka (t/5)1,514

a = (1,6 x 10-2_{) J + 0,5}

2) Haude, Schendel, Blaney Criddle dll.

LIMPASAN (RUN-OFF)

• Limpasan (Run-off)

Faktor faktor yang berpengaruh :

A. Faktor Meteorologi

- Jenis presipitasi - Intensitas CH

- Lamanya CH - Distribuasi CH dalam daerah pengaliran - Arah pergerakan hujan - CH terdahulu dan kelembaban tanah - Kondisi Lainnya : Suhu, Kecepatan Angin, Dll

B. Faktor Fisik Daerah Pengaliran

- Tata Guna Lahan (land use) - Luas Daerah - Keadaan Topografi - Jenis Tanah

- Karakteristik jaringan (Sungai, Saluran Drainase)

METODE PENAKSIRAN YANG UMUM

• Pendekatan Infiltrasi

Yaitu hanyalah perbedaan antara jumlah (banyaknya) CH dan Infiltrasi • Metode Rasional Q = 0,277 C.I.A Keterangan : Q = Debit (m3_/detik) C = Koefisien I = Intensitas CH (mm/jam) A = Luas daerah (Km2₎

(Rumus ini dapat digunakan pada aderah dengan luas maksimal 0,8 Km2₎

• Rumus rumus Empiris • Metode Statistik

HIDROGEOLOGI

•

Air

•

Daur Hidrologi

•

Curah Hujan

•

Akifer

•

Tahap Pemboran Sumur

AKIFER

• Air Tanah :

 Air pada daerah tak jenuh.

 Air pada daerah jenuh

• Pengertian Akifer :

Adalah suatu formasi / kelompok formasi yang terdiri dari material permeabel  jenuh air, yang mampu meloloskan air (Kandungan airnya mampu sebagai sumber

mata air atau sumur bor) Dengan kata lain :

Akifer merupakan lapisan batuan atau tanah yang bersifat permeabel dan mempunyai kemampuan untuk menyimpan air serta mengalirkan air dalam jumlah yang berarti.

JENIS JENIS AKIFER

₂₉

• (Didasarkan nilai Permeabilitasnya)

1. Akifer Tertekan (Confined Aquifer)

Adalah lapisan permeable jenuh air yang bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap. Akibatnya tekanan pada muka air tanah lebih tinggi dari pada tekanan atmosfer.

2. Akifer Setengah Tertekan (Semi Confined Aquifer)/Leaky Aquifer

Adalah lapisan jenuh air, yang pada bagian atas dan bawahnya terdiri dari (dibatasi) oleh lapisan semi permeabel.

3. Akifer Setengah Bebas (Semi Unfonfined Aquifer)

Apabila lapisan semi permeabel yang berada diatas akifer memiliki permeabilitas yang cukup besar, sehingga aliran horizontal pada lapisan tersebut tidak boleh diabaikan.

4. Akifer Bebas (tidak tertekan)

Suatu akifer yang pada bagian atasnya tidak ditutupi oleh lapisan Impermeabel

AKIFER

₃₅

• LAPISAN PEMBATAS (Confined Bed), biasanya terletak diatas dan atau dibawah

akifer

Terdiri dari :

1. Aquifuge :

Lapisan batuan / tanah yang bersifat impermeabel / tidak dapat meloloskan air (tidak memiliki kemampuan untuk menyimpan dan meloloskan air)

2. Aquiclude :

Lapisan batuan / tanah yang dapat menyimpan air tetapi tidak dapat meloloskan / mengalirkannya.

3. Aquitard :

Merupakan akifer yang secara regional mempengaruhi neraca air tetapi tidak cukup untuk dimanfaatkan

• Tiga tipe Akifer :

 Karst Aquifer

 Akifer Rekahan

 Akifer Pori

• Sifat sifat Akifer:

 Porositas (n)

Lapisan tanah yang porous, memiliki ruang  – ruang (pori) antara butir butir padatan.

Cairan Pori Isi

Gas / Udara Dapat didefinisikan sebagai perbandingan dari pori terhadap Volume total (%)

AKIFER

₃₇

2 Jenis Porositas :

 Porositas Primer

Porositas yang ada pada saat pembentukan batuan.

 Porositas Sekunder

Porositas yang dihasilkan dari tekanan tektonik (Retakan retakan saluran).

 Permeabilitas (Kelulusan), K 

Adalah Sifat Spesifik dari suatu medium padat (Tanah / batuan), untuk meloloskan fluida (Cairan atau gas).

AKIFER

₃₈

 Transmisibilitas (Transmisivitas) (T)

Didefinisikan sebagai jumlah air yang mengalir persatuan waktu persatuan lebar akifer.

 Coefficient Storage (Keofisien Penyimpanan) (S):

Adalah Volume air yang dilepaskan atau disimpan persatuan luas permukaan akifer persatuan perubahan head pada permukaan tersebut.

HIDROGEOLOGI

•

Air

•

Daur Hidrologi

•

Curah Hujan

•

Akifer

•

Tahap Pemboran Sumur

TAHAP PEMBORAN SUMUR

₄₀

• Tahapan Pemboran Sumur Air Tanah:

1. Penentuan Lokasi

a) Faktor faktor yang perlu dipertimbangkan

b) Pemetaan Hidrogeologi 

c) Pendugaan Potensi Air Tanah

2. Persiapan

a) Perijinan dan Koordinasi 

b) Pemilihan Jenis Mesin Bor dan Perlengkapannya

c) Penyiapan dan Trasportasi Peralatan, Material Pemboran

3. Pelaksanaan Pemboran dan Konstruksi Sumur a) Pelaksanaan Pemboran

TAHAP PEMBORAN SUMUR

₄₁

• Diskripsi Conto Cutting

b) Konstruksi Sumur 

• Hidrogeologi Lokasi Pemboran • Prosedur Konstruksi

4. Pembersihan dan Penyempurnaan Sumur a) Metode Swab dan Surging

b) Metode Jetting

c) Metode Air Lifting

d) Metode Back Washing

e) Metode Over pumping

5. Finishing

KEBOCORAN / LEAKAGE

₄₂

KEBOCORAN / LEAKAGE

₄₃

HIDROGEOLOGI

•

Air

•

Daur Hidrologi

•

Curah Hujan

•

Akifer

•

Tahap Pemboran Sumur

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₄₅

Tujuan :

• Menentukan Karakteristik Akifer, yaitu :

a) Permeabilitas (K), m/dt

b) Transmisivitas (T), m2_{/dt, m}2_/hari

c) Koefisien Penyimpanan (S)

d) Spesific Yield (Sy), untuk akifer tidak tertekan

• Menentukan Karakteristik Sumur, yaitu :

a) Debit Optimum g) Biaya Operasi Sumur b) Penurunan Optimum

c) Well Loss d) Akifer Loss

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₄₆

Uji Pemompaan ada 2 metode :

1. Uji Pemompaan bertahap (step draw down test) Dilanjutkan Uji Kambuh

B, C, Q Opt, K, T & S Misal :

Tahap I = 2 liter/detik atau 5 liter/detik Tahap II = 3 liter/detik atau 10 liter/detik Tahap III = 4 liter/detik atau 15 liter/detik Tahap II = 5 liter/detik atau 20 liter/detik Tahap II = 6 liter/detik atau 25 liter/detik

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₄₇

Bila hal diatas tidak tercapai maka perkecil debitnya atau diperbesar bila penurunan terlalu kecil.

2. Uji Pemompaan dengan debit konstan / menerus (Longterm Constant rate test)

Minimal selama 3x24 jam (kondisi tunak tercapai) Dilanjutkan Uji Kambuh

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₄₈

Data yang direkam atau disimpan dari uji pemompaan :

1. Muka air tanah / pieometrik awal (sebelum pemompaan). 2. Debit pemompaan.

3. Penurunan muka air tanah selama pemompaan ( baik pada sumur yang bersangkutan maupun sumur pengamat).

4. Waktu sejak dimulai pemompaan. 5. Kenaikan muka air tanah kambuhan. 6. Waktu setelah pompa dimatikan. 7. Sifat fisik dan kimiawi air tanah.

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₄₉

SALAH

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₆₂

Misal : ∆S = 4,5 m t₀ = 4 dt. Q = 10 liter/detik Maka : T = 2,3 Q   4∏∆S = 2,3 x 10.10-3 4 x 3,14 x 4,5 = 4,07 x 10-4 _m2_/detik T = K.D Atau K = T/D S = (2,25T.t₀)/r2 Keterangan : D = Tebal Akifer, m K = Permeabilitas, m/detik T = Transmisivitas, m2/detik ∆S = Penurunan M.A.T, m S = Koefisien Penyimpanan t₀ = waktu awal

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

₆₃

Bila : r1 = 7m r2 = 30m r3 = 140m S = 2,35 x 4,07 x 10-4 _{x 4} 72 = 0,0000747

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

UJI PEMOMPAAN (PUMPING TEST)

WELL LOSS & AKIFER LOSS

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₆₇

₆₇

•

• Well LossWell Loss

Penuru

Penurunan muka air nan muka air tanah yang terjadi pada tanah yang terjadi pada sumur pemompaan, terjadi akibat :sumur pemompaan, terjadi akibat :

 KKeehhiillaannggaann ttiinnggggii tteekkaann aakkiibbaatt mmeennggaalliirrnnyyaa aaiirr ttaannaahh kkee ddaallaamm ssuummuurr pemompaan.

pemompaan.

 PenPenadapadapanan sebagisebagian.an.

 AlAliriranan tuturbrbululenen sasaatat aiairr tatananahh memelalaluluii sasariringnganan..

 PiPipapa dadann popompmpananyaya sesendndiriri.i.

 PePengengerinringangan sebsebagiaagiann kkeciecill akiakifeferr..

 AdAdananyaya pepembmbatatasas pepembmbatatasas alalamamii yyanangg adadaa didi akakififerer..

 PePengingisiasiann kekembambalili kkedaedalamlam akiakifferer..

Jadi, Well Loss menyatakan karakteristik dari sumur pemompaan tersebut, baik

Jadi, Well Loss menyatakan karakteristik dari sumur pemompaan tersebut, baik

penyadapnya,

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₆₈

Menurut Jacob, 1950 :

S_w = BQ + CQ 2 _(m)

keterangan :

S_w = Penurunan total yang teramati (m) Q = Debit pemompaan (m3_/detik)

C = Well Loss B = Akifer Loss

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₆₉

Hubungan antara konstanta Well Loss dengan kondisi sumur pemompaan menurut Walter, 1962 :

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₁

Contoh perhitungan well loss (Langguth, 1980)

Dari hasil pumping test disuatu daerah diperoleh hasil seperti Tabel dibawah :

Dari tabel dan gambar terlihat bahwa semakin besar sumur itu dipompa, maka well loss akan semakin besar, hal ini perlu mengindikasi bahwa sumur ini harus diperiksa lagi , apakah terdapat penyumbatan baik pada saringan atau pada kerikil

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₂

S_w / Q = B + CQ  

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₄

Dari pers Jacob.

S_w = BQ + CQ2 ... ( * ) S_w maksimum jika dS_w/dQ _w = 0

dS_w/dQ _{w =}B + 2.CQ = 0 Q _w maks = B/-2C

S_w maks = -1/4.B2_/C

Dapat digunakan jika harga C ( - ) dan apabila ( + ) untuk mendapatkan Q _w maksimum maka pada persamaan ( * ) dimasukkan harga S_w yang boleh terjadi pada sumur tersebut.

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₅

Pencegahan atau tindak lanjutnya :

Perlu diredevelop atau disempurnakan kembali sumurnya, dengan cara :

• Water Jetting • Over Pumping • Dll

 Untuk menghancurkan clogging

 Untuk mengatur Gravel pack

 Untuk mengambil partikel partikel halus dari screen / formasi

 Untuk mengangkut kotoran dari dalam sumur. Faktor Development (Fd)

Fd = (C/B) x 100%

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₆

Q max & Q opt . Pers. Sichardt :

Q max = 2.∏.r_e.D.√(K/15) Keterangan :

r_e = Jari jari efektif = ((r/b)+r₃)/2, m D = Tebal Akifer

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₇

Kapasitas Jenis (Se)

Se = Q/s (m3_{/detik)/m = (liter/detik)/m}

Keterangan

Se = Kapasitas jenis Q = Debit

s = Penurunan Muka Air Tanah Untuk mendapatkan debit optimum dan penurunan optimum digunakan cara :

WELL LOSS & AKIFER LOSS

₇₈

Effisiensi Sumur

Perbandingan antara kapasitas khas secara teoritis (Q/BQ) dengan kapasitas khas yang didapat dari hasil uji dilapangan (Q/s)

E = ((Q/s)/(Q/BQ)) x 100 % E = (BQ/s) x 100 %

Cara lain : Pendekatan

yaitu jika pemompaan setelah 1 jam pemonpaan, 5 menit kemudian ternyata kenaikan air tanah kekeadaan semula sudah mencapai ≥ 90 % maka Sumur tersebut dapat dinyatakan Effisien (Todd.D.K, 1980)