III. PENUTUP
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Aquifer dan Aquitard
Aquifer didefinisikan sebagai lapisan tanah yang jenuh dan permeabel yang dapat mengalirkan air dalam jumlah besar, walaupun dengan gradient hidraulik yang wajar, yang umumnya adalah lapisan pasir. Aquitard didefinisikan sebagai lapisan yang jenuh air tetapi denga permeabilitas yang sangat kecil sehingga sulit menghasilkann air dalam jumlah besar, yang umumnya adalah lapisan lempung. System aquitard dan aquifer dengan arah aliran masing – masing diperlihatkan pada gambar 25.
Gambar 2. Sistem aquifer- aquitard
Aquitard
Aquifer
Aquitard
…144…
2.4.1 Aquifer terkekang dan tidak terkekang (Confined and Unconfined Aquifer)
Confined Aquifer adalah aquifer yang terkekang di antara dua lapisan aquitard. Uncofined aquifer I sering disebut ‘muka air tanah’ adalah aquifer permukaan sehingga bebas dan tidak tertekan. Kedua jenis aqifer ini dijelaskan seperti pada Gambar 28
Gambar 3 Confined dan Unconfined aquifer
Pada confined aquifer, muka air pada suatu sumur galian dapat lebih tinggi dari permukaan lapisan aquifer tersebut.
Sumur pada confined aquifer seperti ini disebut sumur artesis (artesian well). Permukaan air pada sumur artesis dapat lebih tinggi dari permukaan tanah karena tekanan artesis yang besar.
Tekanan artesis yang besar ini disebabkan oleh sumber air yang jauh lebih tinggi, karena lapisan aquifer dapat berasal dari daerah pegunungan. Konsep tekanan air artesis ini dapat juga
q (Unconfined)
Potentiometric surface Unconfined Aquifer Pasir
Confined Aquifer Pasir Aquitard lempung
Muka air tanah q
(confined)
K1
B2
…145…
dijelaskan sebagai bejana berhubungan dan bermuara pada sumber air yang lebih tinggi.
2.4.2 Transmisivitas dan Storativitas
Secara mendasar,ada enam parameter dasar yang diperlukan untuk menjelaskan aspek hidraulik dari aliran air tanah. Parameter tanah atau media porousnya adalah: porositas (n), permeabilitas (k) dan kompresibilitas (α). Parameter air atau fluida adalah: kerapatan air (ρ), viskositas air (μ), dan kompresibilitas (β). Parameter yang lain sering dipakai diturunkan dari enam parameter di atsa seperti parameter hidraulik konduktivitas (K), Spesific storage (SS), Storativitas (S) dan transivitas (T). Nilai transivitas, T> 0,015 m2/s, menyatakan parameter aquifer yang baik untuk pengambilan air, sedangkan nilai storativitas, S, berkisar antara 0,005 dan 0,00005.
2.4.2.1 Specific Storage (Ss)
Specific storage (Ss) didefinisikan sebagai volume air yang dikeluarkan oleh satu unit volume aquifer pada satu unit penurunan head hidraulik. Dua mekanisme terjadi yaitu : (a) pemampatan aquifer yang disebabkan oleh kenaikan tegangan efektif, σe oleh karenanya dikontrol oleh kompresibilitas dan (b) pengembangan air yang disebabkan oleh tekanan p, oleh karenanya dokontrol oleh kompresibilitas fluida, β.
Pertama, perhatikan pemampatan aquifer akibat kenaikan tekanan efektif. Volume air akibat pemampatan aquifer dVw
yang diakibatkan oleh penurunan volume aquifer sebesar dVT,
yaitu :
dVW = -dVT = αVT dσ e
…146…
untuk kenaikan tekanan efektif, dσ e = - ρgdh, untuk unit volume VT = 1 dan penurunan head hidraulik, dh = -1, maka :
dVW = αρg
kedua, perhatikan volume air akibat pengembangan air akibat tekanan p, didapat :
dVW = -βV Wdp
diketahui bahwa volume air VW di dalam total volume VT
adalah nVT, dan n adalah porositas. Asumsikan VT = 1 dan dp = ρgd (h-z) = ρgdh dan untuk dh = -1, persamaan di atas menjadi:
dV W = βnρg
specific storage merupakan bagian gabungan persamaan : dV W = βnρg + dV W = αρg, sehingga :
SS = ρg(α + nβ) Mempunyai dimensi [L]-1
2.4.2.2 Transimisivitas (T) dan Storativitas (S)
Untuk sebuah confined aquifer setebal b yaitu b1 dan b2
untuk confined dan unconfined aquifer pada gambar 28, transmisivitas (T) didefinisikan sebagai :
T = Kb
Storativitas didefinisikan sebagai : S = SSb atau S = ρgb(α + nβ)
2.4.2.3 Aliran ke Sumur dan Respon terhadap Pemompaan Pada waktu dilakukan pemompaan pada satu sumur maka air akan dipompa dari storage , muka air atau head hidraulik akan menurun , gradient vertical dan mungkin juga horizontal akan tebentuk menuju sumur dan air tanah akan mengalir kea rah sumur. Suatu pemompaan digambarkan seperti pada Gambar 26.
…147…
Pada Gambar 26 diperlihatkan dua keadaan sumur, yaitu confined dan unconfined. Pada sumur yang unconfined, berkuranya muka air tanah akibat pemompaan dan terjadi aliran air yang berasal pori tanah dan pori tanah akan diisi oleh udara. Pada sumur yang confined, terjadi penurunan potensiometrik muka air dan bukan muka air tanah , dan tidak ada material yang terdrainase.
Berdasarkan pengalaman di lapangan, lama waktu pemompaan berkisar antara 4 jam untuk tanah nerbutir kasar sampai 170 jam untuk lempung kelanauan atau rata – rata diperlukan 30 jam pemompaan untuk tanah pasir halus untuk mendapatkan penurunan muka air tanah yang diperlukan. Lama waktu pemompaan ini juga tergantung dari kapasitas pompa dan draw down yang diperlukan pada sumur uji dan sumur pantau.
2.4.2.4 Sumber Air dari Pemompaan pada Unconfined Aquifer
Air sesungguhnya terkandung di dalam pori tanah dan pada retakan batuan geologi. Pada suatu pemompaan pada sumur unconfined,air akan dikeluarkan dari storage, sebagiamana diilustrasikan pada Gambar 5.
Gambar 5 Air dikeluarkan dari storage pada unconfined aquife
…148…
2.4.2.5 Pengaruh T dan S
Bentuk dari drag draw down dipengaruhi oleh rasio S/T. pengaruh S/T ini diperlihatkan seperti pada gambar 28, yang dapat dijelaskan sebagai berikut :
Gambar 6. Bentuk drawdown pada sumur dengan nilai T dan S yang berbeda.
a. T rendah, berarti lebih banyak air yang mengalir dari storage ke sumur, sehingga menimbulkan drawdown lebih besar.
b. T tinggi, berarti aliran air mengalir secara lebih efektif untuk luas yang lebih besar, mengakibatkan drawdown yang lebih kecil dibandingkan dengan T rendah.
c. S rendah, berarti aliran air yang lbih kecil dari storage, penurunan head mengalir lebih cepatk karena pemompaan.
d. S tinggi, pada awalnya lebih banyak air mengalir dari storage, dan sangat kecil dari penurunan head apalagi pada jarak yang semakin jauhdari sumur.
e. Transmissivity menyebabkan terjadinya penuruna muka air lebih besar daripada sturutifity.
f. Kombinasi dari T dan S, misalnya T rendah dan S Rendah akan menyebabkan drawdown yang lebih besar.
…149…
2.3.3 Eksplorasi Akuifer
Penelitian atau survei untuk menentukan adanya aquifer dilakukan dengan beberapa cara. Survei aquifer dapat dinyatakan sebagai : surface geological, sub-surface geological; surface geophysical dan sub-surface geophysical.
Sebagai contoh survei yang dilakukan pada daerah Kalibubuk, Singaraja, Bali pada tahun 1993 mendapatkan bore-log dari tes geolistrik dan pengeboran dan konstruksi sumur.