Nama : Novri Adrian Rahman NIM : H1B020051
Air Tanah
Air tanah adalah air yang berada di wilayah jenuh di bawah permukaan tanah. Secara global, dari keseluruhan air tawar yang berada di planet bumi ini lebih dari 97% terdiri atas air tanah. Air tanah dapat ditemukan hampir di seluruh penjuru bumi, termasuk di daerah yang sangat kering seperti gurun pasir dan daerah yang membeku seperti lapisan salju atau es. Manusia sangat bergantung pada air tanah untuk berbagai keperluan, seperti irigasi pertanian, pasokan air minum, industri, dan bahkan hiburan seperti lapangan golf dan kolam renang.
Pemanfaatan air tanah yang tidak sesuai dengan prinsip-prinsip hidrologi yang baik dapat menyebabkan dampak negatif. Dampak tersebut dapat bersifat kualitatif (kualitas air tanah) dan kuantitatif (pasokan air tanah). Pencemaran kualitas air tanah biasanya terjadi dia area yang berdekatan dengan aliran sungai yang menjadi sarana pembuangan limbah pabrik.
Pencemaran juga terjadi di daerah yang berbatasan dengan pantai dalam bentuk intrusi air laut ke dalam sumur-sumur penduduk. Dampak pada kuantitas air tanah terjadi umumnya selama musim kemarau. Amblasan tanah (land subsidences) dan semakin jauhnya intrusi air laut adalah indikator berkurangnya jumlah air tanah.
Dalam membahas air tanah, ada beberapa faktor yang mempengaruhi terbentuknya air tanah, ada faktor yang terjadi di atas permukaan tanah dan formasi geologi. Formasi geologi adalah formasi batuan atau material lain yang berfungsi menyimpan air tanah dalam jumlah besar, formasi ini dikenal dengan akifer (aquifer). Akifer terbagi menjadi dua, yaitu akifer bebas ( unconfined aquifer) dan akifer terkekang (confined aquifer)
Gambar 1. Akifer bebas dan terkekang 1) Karakteristik Akifer
a. Tipe Akifer
Dalam menentukan kesesuaian formasi geologi untuk tujuan pengisian air tanah, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, terutama mengenai tipe akifer, karakteristik zona tanah tidak jenuh, dan juga karakteristik zona tanah jenuh. Untuk studi kelayakan atau penelitian yang menekankan pentingnya proses dan
mekanisme pengisian air tanah, karakteristik formasi geologi atau akifer yang relevan untuk dipelajari adalah (AWRC, 1982) sebagai berikut:
1. Tipe formasi batuan, karena jenis batuan akan menentukan tingkat permeabilitas akifer.
2. Kondisi tekanan hidrolik dalam tanah, yakni untuk menentukan apakah air tanah berada di zona bebas atau zona terkekang.
3. Kedalaman permukaan potensiometrik di bawah permukaan tanah, terutama di sekitar daerah pelepasan atau pengambilan air.
Untuk mengetahui tipe formasi batuan induk hal yang umum dilakukan adalah dengan membuat klasifikasi batuan menjadi formasi batuan terserpih (fractured rocks), batuan yang bersifat porous, dan batuan yang tidak terkonsolidasi (unconsolidated rocks). Formasi batuan terserpih terdiri atas semua jenis batuan metamorfik, batuan volkanik, serta batuan sedimen lainnya (terutama limestones).
Batuan yang bersifat porous terutama terdiri atas batuan berstruktur pasir
(sandstones) dan beberapa jenis batuan granit. Sementara itu, yang termasuk jenis batuan yang tidak terkonsolidasi meliputi kerikil (gravel), pasir dan debu. Sifat permeabilitas batuan yang bersifat porous dan batuan yang tidak terkonsolidasi umumnya berkaitan dengan ukuran dan tingkat kedekatan ruangan-ruangan (udara) yang tercipta dalam masing-masing batuan tersebut. Sementara itu, besarnya permeabilitas batuan jenis terserpih ditentukan oleh ukuran, frekuensi, dan tingkat jalinan serpihan-serpihan batuan tersebut, sedangkan posisi geometri dan
konfigurasi porositas dari akifer akan memberikan pengaruh yang menentukan pada arah dan kecepatan alira air tanah yang melaluinya. Oleh karena itu, air tanah yang bergerak melalui formasi geologi atau akifer yang termasuk tidak
terkonsolidasi relatif menjadi lebih lambat, tetapi sebaran air tanah tersebut menjadi merata.
Pengaruh kondisi hidrolik formasi geologi pada pengisian air tanah adalah dalam bentuk bagaimana akifer bereaksi terhadap proses pengisian air tanah yang berasal dari daerah resapan. Apabila pengisian air tanah yang berasal dari air hujan memasuki zona akifer bebas, akan mengakibatkan kenaikan tinggi muka air tanah.
Dengan kata lain, lapisan geologi atau akifer bebas yang terletak di bawah daerah resapan akan menjadi jenuh. Dalam hal ini, koefisien kapasitas tampung air tanah dan permeabilitas tanah memegang peranan penting dalam hal naik atau turunnya tinggi muka air tanah selama proses pengisian air tanah berlangsung. Kenaikan tinggi muka air tanah akan mengakibatkan kenaikan tinggi muka air tanah regional dan pada gilirannya, akan meningkatkan penyebaran air tanah dalam akifer ke arah lateral. Hal penting lainnya yang dapat dicatat adalah bahwa tingkat kejenuhan akifer menjadi lebih besar sehingga akan meningkatkan tinggi permukaan air tanah sebagai akibat adanya proses pengisian air tanah. Kenaikan tinggi permukaan air tanah ini mempunyai arti penting untuk usaha-usaha perbaikan lingkungan, misalnya apabila permasalahan lingkungan yang timbul di tempat tersebut adalah terjadinya amblasan (land subsidence), kenaikan intrusi air laut atau pada daerah- daerah pertanian yang kebutuhan airnya sebagian besar berasal dari air tanah.
Dengan menaikkan tinggi permukaan air tanah, amblasan atau intrusi air laut dapat dicegah atau dikurangi karena rongga-rongga udara dalam tanah telah terisi oleh air tanah sehingga resapan air laut ke dalam tanah dapat dihambat. Pada saat
bersamaan, penurunan permukaan tanah juga dapat dihindari karena terisinya rongga-rongga tanah oleh air menjadikan tanah di tempat tersebut stabil. Dengan menaikkan tinggi muka air tanah, kebutuhan air tanah untuk tanaman pertanian dapat tercukupi, terutama pada musim kemarau panjang.
Apabila akifer yang dikaji termasuk akifer terkekang, dengan sendirinya keseluruhan akifer tersebut sudah dalam keadaan jenuh. besarnya (energi)
potensiometrik (potentiometric head), yaitu dengan Pengisian air tanah tambahan hanya akan terjadi dengan meningkatkan cara pemompaan air ke dalam akifer tersebut atau dengan melepaskan/mengalirkan air tanah di tempat air tanah tersebut keluar sehingga
diharapkan akan terjadi keseimbangan potensiometrik yang baru.
Kedalaman permukaan potensiometrik pada keadaan alamiah untuk akifer
terkekang dapat berupa angka negatif. Artinya, tinggi permukaan air tanah berada di atas permukaan tanah. Pengertian "dalam" dan "dangkal" untuk tinggi
permukaan potensiometrik dalam hal ini didasarkan pada hubungan antara
ketebalan zona tidak jenuh (diasumsikan bahwa gerakan air tanah lebih cenderung ke arah vertikal) dengan jarak tempuh aliran air tanah melalui profil tanah atau formasi geologi tertentu. Dengan kata lain, kedalaman permukaan potensiometrik dikatakan "dangkal" apabila tingkat kedalamannya kurang dari jarak tempuh aliran air tanah. Sebaliknya, ia dikatakan "dalam" apabila kedalamannya sama dengan atau lebih dalam dari jarak tempuh aliran air tanah. Selain itu, perlu dikemukakan bahwa ketebalan dan tipe tanah, karakteristik batuan induk tanah, serta keberadaan komponen pencemar tertentu di dalam tanah juga ikut menentukan kriteria dalam atau tidaknya tinggi permukaan potensiometrik.
b. Zona Akifer
Untuk usaha-usaha pengisian kembali air tanah melalui peningkatan proses infiltrasi tanah serta usaha-usaha reklamasi air tanah, kedudukan akifer dapat dipandang dari dua sisi yang berbeda sebagai berikut:
1. Zona akifer tidak jenuh; adalah suatu zona penampung air di dalam tanah yang terletak di atas permukaan air tanah (water table) baik dalam keadaan alamiah (permanen) atau sesaat setelah berlangsungnya periode pengambilan air tanah.
2. Zona akifer jenuh, adalah zona penampung air tanah yang terletak di bawah permukaan air tanah kecuali zona penampung air tanah yang sementara jenuh dan berada di bawah daerah yang sedang mengalami pengisian air tanah.
Zona akifer tidak jenuh merupakan zona penyimpan air tanah yang paling berperan dalam mengurangi kadar pencemaran air tanah. Oleh karena itu, zona ini sangat penting untuk usaha-usaha reklamasi dan sekaligus pengisian kembali air tanah. Sementara itu, zona akifer jenuh seperti telah diuraikan di muka lebih berfungsi sebagai pemasok air tanah yang memiliki keunggulan dibandingkan dengan zona akifer tidak jenuh dalam hal akifer yang pertama tersebut mampu memasok air tanah dalam jumlah lebih besar serta mempunyai kualitas air yang lebih baik.
Lebih lanjut, penyebaran air tanah dapat dibedakan berdasarkan daerah penyebarannya, yaitu zona aerasi (zona akifer tidak jenuh) dan zona jenuh (zona akifer jenuh). Pada zona akifer jenuh, semua pori-pori tanah terisi oleh air di bawah tekanan hidrostatik. Zona ini dikenal sebagai zona air tanah.
Zona aerasi dapat dibagi menjadi beberapa bagian wilayah penampung air tanah seperti di bawah ini (Todd, 1960):
1. Zona air tanah (soil water zone). Zona air tanah bermula dari permukaan tanah dan berkembang ke dalam tanah melalui akar tanaman. Kedalaman yang dicapai air tanah ini bervariasi tergantung pada tipe tanah dan vegetasi.
Zona air tanah ini dapat diklasifikasikan menjadi: zona air higroskopis, yaitu air yang diserap langsung dari udara di atas permukaan tanah; air kapiler; dan air gravitasi, yaitu air yang bergerak ke dalam tanah karena gaya gravitasi bumi.
2. Zona pertengahan (intermediate zone). Zona ini umumnya terletak antara permukaan tanah dengan permukaan air tanah dan merupakan daerah infiltrasi.
3. Zona kapiler (capilary zone). Zona kapiler terbentang dari permukaan air tanah ke atas sampai ketinggian yang dapat dicapai oleh gerakan air kapiler.
4. Zona jenuh (saturated zone). Pada zona jenuh ini semua pori-pori tanah terisi oleh air.
c. Gerakan Air Tanah
Perbedaan potensi kelembapan total dan kemiringan antara dua titik/lokasi dalam lapisan tanah dapat menyebabkan gerakan air dalam tanah.
1. Air bergerak dari tempat dengan potensi kelembapan tinggi ke tempat dengan potensi kelembapan yang lebih rendah.
2. Air akan bergerak mengikuti lapisan (lempengan) formasi geologi sesuai dengan arah kemiringan lapisan formasi geologi tersebut.
3. Kelembapan tanah tidak selalu mengakibatkan gerakan air dari tempat basah ke tempat kering. Air dapat bergerak dari tempat kering ke daerah basah, seperti terjadi pada proses perkolasi air tanah.
4. Oleh pengaruh energi panas matahari, air juga dapat bergerak ke arah
permukaan tanah, sampai tiba gilirannya menguap ke udara (proses evaporasi).
Dengan memahami konsep gerakan air tanah, ada dua hal yang relevan untuk dibicarakan, yaitu sebagai berikut.
1. Pengambilan air tanah. Ketika permukaan air tanah menurun sebagai akibat kegiatan pengambilan air tanah, akan terbentuk cekungan permukaan air tanah (cone of depression, Gambar 2). Keadaan ini akan menyebabkan selisih tinggi permukaan air antara lokasi pipa dan tempat di sekeliling pipa tersebut
(hydraulic gradient) cukup besar untuk menaikkan air keluar melalui pipa dengan laju sesuai dengan kekuatan pompa yang digunakan.
Gambar 2. Perubahan tinggi permukaan air akibat kegiatan pemompaan.
2. Drainase air tanah. Sistem pembuangan air tanah yang sering digunakan adalah dua saluran pembuang air berpenutup sejajar ditempatkan dalam tanah. Apabila penutup saluran tersebut dibuka, menyebabkan permukaan air tanah turun seperti tampak pada Gambar 5.10. Dalam kasus ini, saluran pembuang air tersebut dapat disamakan fungsinya dengan sungai di daerah tangkapan air sebagian wilayahnya terdiri atas hutan dengan kemiringan lereng terjal.
Gambar 3. Pengaruh pembuangan air terhadap penurunan tinggi permukaan air Tanah
2) Konservasi Air Tanah
Konservasi air tanah adalah usaha untuk melestarikan air tanah, usaha yang
dilakukan adalah menjaga, melindungi, mengawetkan air tanah agar tetap terpelihara dan memiliki kualitas yang baik. Cara yang bisa dilakukan yaitu :
1. Membuat saluran resapan: Saluran resapan berfungsi untuk menampung air hujan dan meningkatkan daya resap air tanah. Cara pembuatan saluran resapan ini
dilakukan dengan membuat bedengan dengan lebar 30-40 cm dan kedalaman 40-50 cm. Untuk menjaga kestabilan tanah, maka perlu ditanam beberapa jenis gulma pada bagian dasarnya, seperti tanaman merambat, rumput, legum, atau tanaman pangkas sisa panen
2. Membuat rorak: Rorak adalah lubang kecil yang dibuat pada tanah dengan kedalaman 30-40 cm dan diameter 20-30 cm. Rorak berfungsi untuk menampung air hujan dan meningkatkan daya resap air tanah
3. Membuat embung: Embung adalah kolam kecil yang dibuat untuk menampung air hujan. Embung dapat digunakan untuk mengairi tanaman pertanian dan juga meningkatkan daya resap air tanah
4. Membuat mulsa vertikal: Mulsa vertikal adalah teknologi konservasi air tanah yang berfungsi untuk meningkatkan daya resap air tanah. Cara pembuatan mulsa vertikal
ini dilakukan dengan menanam tanaman dengan jarak yang rapat dan membiarkan daun-daun tanaman tersebut jatuh ke tanah. Daun-daun tersebut akan membusuk dan menjadi bahan organik yang dapat meningkatkan daya resap air tanah.
5. Pengawetan air tanah: Pengawetan air tanah dilakukan dengan cara mengurangi pengambilan air tanah dan meningkatkan daya resap air tanah. Pengawetan air tanah dapat dilakukan dengan cara menanam tanaman yang dapat menahan erosi, menanam tanaman yang dapat menyerap air, dan mengurangi penggunaan pupuk kimia
6. Pembangunan sumur resapan: Sumur resapan adalah salah satu upaya konservasi air tanah dengan memasukkan air hujan kedalam lapisan tanah. Selain bisa menambah volume air tanah, sumur resapan juga bermanfaat untuk mengurangi volume air limpasan sehingga bisa mengurangi potensi banjir
