HIDROLIKA AIR TANAH
Makalah ini di buat untuk memenuhi tugas matakuliahh “Pengolahan Air Tanah”
Dosen Pengampu : Linda Prasetyorini, ST., MT.
Di Disusun Oleh :
Adhinda Dwi Putra R. 135060401111027
KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN PENGAIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
ABT (Air Bawah Tanah) merupakan komponen penting dalam siklus hidrologi dari sumber daya air di daerah aliran sungai. Air permukaan tidak mempunyai kapasitas penyimpanan karena mengalir dengan cepat. Hal ini berbeda dengan ABT yang mengalir lambat dan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sangat besar. Infiltrasi ABT terjadi di daerah resapan air dan muncul di daerah-daerah pengeluaran sebagai mata air dan aliran dasar sungai. Tanpa adanya hal-hal tersebut sumur-sumur atau sungai-sungai akan mngering di musim kemarau.
1.2. Maksud
Kajian dalam Tugas ini dimaksudkan sebagai bahan acuan dalam proses pembelajaran mengenai beberapa aliran hidrolika air dalam tanah beserta tahapannya.
1.3. Tujuan
Secara umum disebutkan bahwa tujuan dari Tugas ini adalah:
1. Mendapatkan gambaran mengenai Hidrolika air dalam tanah
2.Mendapatkan gambaran mengenai asal – usul dalam hidrolika air tanah
3.Serta dapat mengetahui proses pembentukan air dalam tanah
1.4. Lingkup Pembahasan .
Ruang lingkup yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini mencakup : 1.Definisi air tanah
2.Asal terbentuknya aliran air dalam tanah 3.Proses Pembentukan air tanah
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Air Tanah
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. (online). Tersedia : http://id.wikipedia.org/wiki/Air_Tanah [9 Mei2015]
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). Susilo Budhikuswanto (2008). Ground Water Air Tanah.(online). Tersedia :
http://budhikuswansusilo.wordpress.com/2008/05/09/dinamic-geology-groundwater-air-tanah/ [9 Mei2015]
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. Iwan. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
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-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. Iwan. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [9 Mei 2015]
2.3 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. Klastik. 2008. Asal air tanah. (online). Tersedia :
http://klastik.wordpress.com/2008/03/27/dari-mana-asal-air-tanah/. [12 Mei 2015
2.4 Pembentukan Air Tanah
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. Iwan. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [12 Mei 2015]
2.5 Wadah Air Tanah
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.
2.6 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
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.
2.7 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).
2.8 Siklus Air (Siklus Hidrologi)
2.8.1 Gambar Siklus Hidrologi
2.9. 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.
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. Hidayat. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
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)
C. 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.
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.
2.11 Gerakan Air Tanah
Pergerakan air di bawah tanah dengan sumber airnya adalah air hujan dapat digambarkan dalam beberapa tahapan berikut:sebidang tanah alami yang permukaannya ditumbuhi rerumputan dan sebatang pohon besar Ketika turun hujan, air hujan mulai membasahi permukaan tanah 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.
Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya bisa mengisi ruang di antara butiran batuan di atas lapisan aquitard.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. 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.
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.
2.12 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,
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. 2.13 Metode Pencarian Air Tanah
Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik. Diantaranya adalah:
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.
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.
