BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi...

42
Tugas Akhir Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat Sterra B Cornelia 121 03 052 10 BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan. Hidrogeologi merupakan bagian dari hidrologi yang mempelajari penyebaran dan pergerakan airtanah dalam tanah dan batuan di kerak bumi (umumnya dalam akuifer). Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari pergerakan, distribusi dan kualitas air di seluruh bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air. 3.1.1 Siklus Hidrologi Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Gambar 5. Siklus Hidrogeologi (http://www.lablink.or.id/Env/Hidro/Siklus/air-siklus.htm)

Transcript of BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi...

Page 1: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

10

BAB III

TEORI DASAR

3.1 Hidrogeologi

Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi

berarti ilmu mengenai batuan. Hidrogeologi merupakan bagian dari hidrologi

yang mempelajari penyebaran dan pergerakan airtanah dalam tanah dan batuan di

kerak bumi (umumnya dalam akuifer). Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani:

Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu teknik sipil

yang mempelajari pergerakan, distribusi dan kualitas air di seluruh bumi,

termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air.

3.1.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer

ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi

dan transpirasi.

Gambar 5. Siklus Hidrogeologi

(http://www.lablink.or.id/Env/Hidro/Siklus/air-siklus.htm)

Page 2: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

11

Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus

hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian

jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, hujan es dan salju (sleet), hujan

gerimis atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali

ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum

mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak

secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

• Evaporasi/transpirasi (evapotranspiration) - Air yang ada di laut, di

daratan, di sungai, di tanaman dan sebagainya akan menguap ke angkasa

(atmosfer) kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air

(awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun

(precipitation) dalam bentuk hujan, salju dan es.

• Infiltrasi/Perkolasi ke dalam tanah (infiltration) - Air bergerak ke dalam

tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka

airtanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak

secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air

tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

• Air Permukaan (run off) - Air bergerak di atas permukaan tanah dekat

dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan dan makin sedikit

pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan

tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung

satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air

permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Page 3: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

12

Gambar 6. Precipitation, Runoff, Infiltration, Evaporation, Transpiration, Aquifer

Recharge

(www.state.nj.us/dep/njgs/enviroed/aqfrchrg.gif)

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk,

rawa) dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir

membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu

terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem

Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif

tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.

Airtanah adalah air yang terdapat di bawah permukaan pada zona jenuh atau

air yang mengisi rongga-rongga pori tanah atau batuan. Airtanah merupakan

salah satu komponen dalam suatu daur hidrologi yang berlangsung di alam

saat ini. Airtanah terbentuk dari air hujan yang meresap ke dalam tanah di

daerah resapan airtanah dan mengalir melalui media lapisan batuan yang

bertindak sebagai lapisan pembawa air dalam satu cekungan airtanah yang

berada di bawah permukaan tanah menuju ke daerah keluaran.

Cekungan airtanah dapat diartikan sebagai luasan yang dibatasi oleh batas-

batas hidrologi, dimana seperti pengisian, pengurasan dan pengaliran airtanah

Page 4: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

13

berlangsung. Dengan demikian setiap cekungan airtanah memiliki ciri-ciri

hidrogeologi tersendiri, yang dapat berhubungan secara hidrolika dengan

cekungan airtanah lainnya atau bahkan tidak sama sekali.

Gambar 7. Penampakan Infiltrasi pada Batuan yang Berbeda

(http://groundwater.oregonstate.edu©Oregon State University 2001, 2006)

Potensi airtanah di dalam cekungan sangat beragam tergantung dimensi

cekungan, karakteristik hidrolika akuifer, iklim dan curah hujan serta kondisi

lahan penutup. Secara alamiah sebaran dan potensi airtanah tidak sama di

setiap tempat dan bahkan ada daerah-daerah yang karena kondisi geologinya

dapat dikategorikan merupakan daerah sulit airtanah atau tidak mungkin dapat

ditemukan airtanah.

Penampang bawah tanah (ground surface) dapat dibagi menjadi zona jenuh

(saturated zone) dan zone tidak jenuh (unsaturated zone).

Gambar 8. Penampang Bawah Tanah (Ground Surface)

(www.rcamnl.wr.usgs.gov/uzf/unsatflow.html)

Page 5: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

14

Zona jenuh (saturated zone) adalah area batuan yang berada di bawah muka

airtanah, dimana pori-pori dalam batuan tersebut sangat penuh dengan air.

Sedangkan zona tidak jenuh (unsaturated zone) adalah zona di antara

permukaan tanah dan muka airtanah (berada di atas muka airtanah), tanah dan

batuan pada zona ini terdiri dari udara sebanyak air dalam pori-porinya.

Gambaran kedua zona tersebut dapat dilihat pada gambar 9. Pada beberapa

tempat tidak ditemukan zona tidak jenuh seperti danau dan rawa dan pada

beberapa tempat ketebalan zona tidak jenuh dapat mencapai ratusan meter

contohnya adalah daerah yang gersang atau kering.

Gambar 9. Zona Tidak Jenuh dan Zona Jenuh

(http://taman.blogsome.com/)

3.1.2 Akuifer

Akuifer merupakan suatu formasi geologi yang terpenting dalam penyediaan

airtanah, jika kondisi memungkinkan air dapat mengalir melewatinya.

Menurut Fetter (1994) akuifer didefinisikan sebagai suatu formasi geologi

yang dapat menyimpan dan meneruskan air dalam jumlah yang cukup.

Kondisi alami dan distribusi akuifer, akuiklud dan akuitar dalam sistem

geologi dikendalikan oleh litologi, stratigrafi dan struktur dari material

simpanan geologi. Di alam dikenal ada beberapa akuifer, yaitu:

Page 6: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

15

a. Akuifer tidak tertekan (unconfined aquifer)

Akuifer tidak tertekan merupakan akuifer yang dibatasi bagian atasnya

oleh muka air bertekanan sama dengan tekanan luar (1 atm) dan di bagian

bawahnya oleh lapisan kedap air.

b. Akuifer tertekan (confined aquifer)

Akuifer tertekan adalah lapisan permeabel jenuh air yang dibatasi bagian

atas dan bawahnya oleh lapisan kedap air, akibatnya tekanan airtanah

lebih tinggi dari pada tekanan atmosfer.

c. Akuifer setengah tertekan (semi confined aquifer)

Akuifer setengah tertekan disebut juga leaky aquifer adalah lapisan jenuh

air yang pada bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan yang

kelulusan airnya lebih kecil dari kelulusan akuifer itu sendiri, bocoran

dapat terjadi dari akuifer ke lapisan penutup atau sebaliknya.

d. Akuifer setengah bebas (semi unconfined aquifer)

Jika lapisan semi permeable yang berada di atas akuifer memiliki

kelulusan yang cukup besar dibandingkan dengan nilai kelulusan akuifer,

maka aliran air yang terjadi tidak dapat diabaikan, dan akuifer tersebut

digolongkan sebagai akuifer setengah bebas atau setengah tidak tertekan.

Akuifer ini memiliki sifat di antara akuifer tertekan dengan akuifer

setengah tertekan.

Gambar 10. Jenis-Jenis Akuifer Pori (Todd, 1988)

Page 7: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

16

Berdasarkan jenis dan sebaran batuan serta litologi akuifernya keterdapatan

airtanah di Indonesia dapat dibedakan menjadi:

a. Airtanah pada batuan lepas

Batuan lepas di Indonesia umumnya berasal dari bermacam-macam

batuan induk, berumur kuater dalam bentuk endapan aluvial yang terdiri

dari material lepas yang berukuran kerikil, pasir, lanau atau lempung.

Kerikil dan pasir merupakan litologi akuifer yang umum dijumpai sebagai

wadah airtanah pada batuan lepas. Airtanah pada batuan lepas yang

tersebar di dataran aluvial pantai serta cekungan antar gunung yang

mempunyai potensi yang tinggi dan merupakan salah satu daerah yang

menjanjikan sumberdaya airtanah.

b. Airtanah pada endapan vulkanik kuarter

Keterdapatan airtanah pada endapan vulkanik yang berumur kuater

umumnya di sekitar gunung api strato. Daerah resapan ada di bagian

paling tinggi (puncak dan bagian atas gunung) sedangkan pemunculan

airtanah yang berupa rembesan atau mata air di beberapa kaki lereng

gunung.

c. Airtanah pada batuan karbonat

Keterdapatan airtanah pada batugamping ditentukan oleh keberadaan

kesarangan (porositas) sekunder. Oleh sebab itu airtanah tersebar tidak

merata dan potensinya tergantung terutama pada intensitas lubang-lubang

pelarutan.

d. Airtanah pada batuan padu

Batuan padu umumnya mempunyai kelulusan yang rendah, maka

keterdapatan airtanah pada batuan ini di Indonesia dapat dikatakan tidak

mempunyai arti penting. Airtanah terutama mengisi celahan, rekahan dan

Page 8: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

17

bidang lapisan dari batuan. Oleh sebab itu keterdapatan airtanah umumnya

relatif kecil akibat sistem rekahan yang tidak berhubungan secara baik.

Kualitas air sangat dipengaruhi oleh lama tidaknya kontak antara air hujan

dengan material dan udara. Komposisi material sangat dominan menentukan

kandungan ion terlarut dalam air. Sifat kimia dan fisika airtanah sangat

dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama menyangkut kondisi litologi dan

lingkungannya dimana airtanah tersebut berada, yakni:

a. Jenis litologi akuifer, tempat terdapat atau terakumulasinya airtanah

b. Kondisi batuan dan lingkungan lainnya, dimana pergerakan airtanah

berlangsung

c. Jarak dari daerah resapan, dimana pembentukan airtanah berlangsung

3.1.3 Sifat- Sifat Hidrolik Akuifer

Sifat-sifat akuifer dapat dibagi menjadi beberapa yaitu: porositas,

konduktifitas hidrolik, transmisibilitas, storativity, specific storage dan

spesific yields.

3.1.3.1 Porositas

Porositas dapat diartikan sebagai perbandingan antara volume ruang

antar butir terhadap volume total batuan.

100VVvn = %

Dimana:

n = Porositas

Vv = Volume ruang

V = Volume total batuan

Page 9: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

18

Porositas efektif (ne) adalah porositas batuan yang dapat melewatkan

fluida (Peyton, 1986). Untuk menghitung porositas efektif dapat dipakai

rumus Vp = V/ne, dimana ne adalah porositas efektif, Vp adalah

kecepatan fluida di media berpori dan V adalah kecepatan fluida total.

Nilai dari porositas total umumnya lebih besar atau sama dengan

porositas efektif (Sulistijo, 1998)

Gambar 11. Perbedaan Porositas Antarbatuan

(www.omafra.gov.on.ca/.../environment/06-111.htm)

Porositas tergantung pada kebundaran, pemilahan (sorting) dan

kompaksi. Batuan dengan butir yang semakin membundar dan sorting

yang baik menyebabkan porositas yang besar, sedang kompaksi akan

memperkecil porositas.

Gambar 12. Jenis Pemilahan Batuan dan Hubungannya dengan Porositas

(http://taman.blogsome.com/)

Page 10: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

19

3.1.3.2 Konduktivitas Hidrolik

Konduktivitas hidrolik atau permeabilitas adalah sebuah koefisien

perbandingan yang menjelaskan tingkatan dimana air dapat bergerak

melalui media permeabel (Fetter, 1980). Atau dengan kata lain sebuah

koefisien yang secara proporsional menggambarkan kecepatan air yang

dapat melaju melalui media permeabel dalam unit waktu dan unit

gradien hidrolik. Gambar 13 menunjukan percobaan Darcy yang

digunakan untuk menghitung konduktivitas hidrolik.

Gambar 13. Percobaan Darcy

(http://www.co.portage.wi.us/Groundwater/undrstnd/gwmove2.htm)

Adapun hasil dari percobaan tersebut dapat ditulis dengan rumus

sebagai berikut:

Q = -KA ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

Lhh ba

Dimana:

Q = Debit air yang masuk (m3/s)

K = Konduktivitas hidrolik (m/s)

A = Luas penampang (m2)

L = Panjang penampang (m)

ha = Tinggi air awal (m)

hb = Tinggi air akhir (m)

Page 11: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

20

Rumus Darcy ini dapat juga dituliskan dengan:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

dldhKAQ

Dimana dh/dl adalah gradien hidrolik. Dari rumus di atas maka

diperoleh rumus untuk konduktivitas hidrolik adalah:

( )dldhA

QK −=

Rumus Darcy seperti yang di atas hanya berlaku jika fluida yang

mengalir air saja, sedangkan untuk fluida lainnya yang memiliki

viskositas dinamik (µ) dan berat jenis (γ) yang berbeda rumus ini tidak

berlaku (Hubbert, 1956). Sehingga untuk fluida dengan viskositas

dinamik (µ) dan berat jenis (γ) yang berbeda dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

dldhACdQ

µγ2

−=

Dimana:

C = Shape factor (tidak memiliki satuan)

d = Diameter pori (m)

µ = Viskositas dinamik fluida (g/s.cm)

γ = Berat jenis fluida (N/m3)

A = Luas penampang (m2)

Nilai konduktivitas hidrolik akan dipengaruhi oleh karakter fisik yang

dimiliki oleh media tersebut, di antaranya adalah besar butir, jumlah

rekahan yang dimiliki, porositas, keseragaman butir dan penyebaran

(sorting) butiran.

Page 12: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

21

3.1.3.3 Transmisibilitas atau Transmisivitas (T)

Transmisibilitas atau Transimisivitas (T) dengan satuan m2/s. Satuan

yang menunjukan kecepatan aliran di bawah satu unit gradien hidrolik

melalui sebuah penampang pada seluruh tebal jenuh suatu akuifer.

Rumus yang dapat dipakai untuk menghitung nilai transmisivitas adalah:

T = K.b

Dimana:

T = Transmissivitas (m2/s)

K = Konduktivitas Hidrolik (m/s)

b = Tebal akuifer (m)

3.1.3.4 Storativity (S)

Storativity (S) adalah kemampuan atau kapasitas akuifer dalam

menyimpan dan melepaskan sejumlah volume air per unit area per unit

perubahan muka air (tanpa satuan). Untuk akuifer tidak tertekan

storativity dapat dihitung menggunakan rumus:

S = Sy + hSs

Dimana:

S = Storativity

h = Ketebalan akuifer yang penuh dengan air (m)

sS = Specific storage (m-1)

yS = Specific yield

3.1.3.5 Specific Storage dan Spesific Yields

Specific storage adalah volume air dari formasi yang penuh dengan air

yang tersimpan atau keluar dari penyimpanan karena adanya gaya tekan

Page 13: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

22

dari akuifer dan gaya tekan dari air untuk setiap unit perubahan muka

airtanah. Spesific storage dapat dihitung dengan menggunakan rumus

sebagai berikut:

( )βαρ ngS ws +=

Dimana:

sS = Specific storage (m-1)

ρw = Massa jenis air (kg/m3)

g = Percepatan gravitasi (m/s2)

α = Kompresibilitas akuifer (m2/N)

β = Kompresibilitas air (m2/N)

n = Porositas

Specific yield (Sy) adalah rasio dari volume air yang keluar dari batu

yang penuh air akibat gaya gravitasi terhadap volume total dari batuan

(Meinzer, 1923). Secara visualisasi pengertian specific yield dapat

dilihat pada gambar 14, dimana pada kondisi A adalah ketika media atau

batu masih penuh dengan air dan kondisi B adalah setelah air yang ada

keluar tertarik akibat gaya gravitasi. Satuan dari specific yield adalah

persen. Specific yield dapat dihitung dengan menggunakan rumus

sebagai berikut:

yVS

h A∆

=∆

Dimana:

yS = Specific yield

V∆ = Perubahan volume air dalam storage (m3)

h∆ = Perubahan head (m)

A = Luas daerah aliran akuifer

Page 14: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

23

Gambar 14. Pengertian Specific Yields

3.2 Sampah

Luas wilayah Cekungan Bandung yaitu Kota Bandung, Kabupaten Bandung, Kota

Cimahi, Kabupaten Sumedang (Kecamatan Tanjungsari, Cimanggung, Jatinangor,

Sukasari, Pamulihan) adalah 34.8891,38 ha dengan penduduk 7.554.747 jiwa

(kepadatan 22 jiwa/ha). Kota Bandung dengan luas 16.729,65 ha menjadi wilayah

terpadat. Dengan jumlah penduduk 2.228.268 jiwa, kepadatan penduduk

mencapai 133 jiwa/ha dan laju pertumbuhan 4,37 %. Penggunaan lahan di

kawasan Cekungan Bandung juga semakin mendegradasi luas hutan primer, hutan

sekunder, perkebunan dan sawah. Sementara permukiman, kawasan dan zona

industri justru kian berkembang.

Data Bapeda Jabar menunjukkan pada 1994, luas hutan primer di Cekungan

Bandung 57.294,4 ha. Pada 2001 telah berkurang 1.545,7 ha, sehingga luasnya

hanya 55.748,7 ha. Demikian pula dengan perkebunan dan lahan sawah yang

makin menyempit.

Kebalikannya, permukiman justru makin meningkat. Pada 1991, luas permukiman

29.914,9 ha dan pada 2001 menjadi 33.025,1 ha. Demikian pula zona industri

pada 1999 luasnya 2.356,2 ha dan pada 2001 menjadi 2.478,8 ha. Makin

bertambahnya penduduk juga membuat kebutuhan pelayanan air bersih semakin

meningkat. Jumlah penduduk Metropolitan Bandung akan mencapai 14.675.733

jiwa. Sehingga kebutuhan pelayanan air bersih diperkirakan 1.467.573,3 m3/hari.

Padahal, di sisi lain setiap tahun terjadi penurunan permukaan kualitas air maupun

Page 15: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

24

penurunan muka air airtanah dan kualitas airtanah itu sendiri. (kutipan di atas

diambil dari http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/2005/0905/25/lapsus01.htm).

Sampah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang berwujud padat baik berupa

zat organik maupun anorganik yang bersifat dapat terurai maupun tidak dapat

terurai dan dianggap sudah tidak berguna lagi sehingga dibuang ke lingkungan

(Menteri Negara Lingkungan Hidup, 2003).

Secara umum, jenis sampah dapat dibagi 2 yaitu sampah organik (biasa disebut

sebagai sampah basah) dan sampah anorganik (sampah kering). Sampah basah

adalah sampah yang berasal dari makhluk hidup, seperti daun-daunan, sampah

dapur dan lain-lain. Sampah jenis ini dapat terdegradasi (membusuk/hancur)

secara alami. Sebaliknya dengan sampah kering, seperti kertas, plastik, kaleng dan

lain-lain. Sampah jenis ini tidak dapat terdegradasi secara alami. Pada umumnya,

sebagian besar sampah yang dihasilkan di Indonesia merupakan sampah basah,

yaitu mencakup 60 – 70 % dari total volume sampah. Oleh karena itu pengelolaan

sampah yang terdesentralisisasi sangat membantu dalam meminimasi sampah

yang harus dibuang ke tempat pembuangan akhir. Pada prinsipnya pengelolaan

sampah haruslah dilakukan sedekat mungkin dengan sumbernya.

Penguraian sampah disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme. Pembusukan

sampah ini akan menghasilkan gas metana (CH4 dan H2S) yang bersifat racun

bagi tubuh makhluk hidup. Sampah yang tidak dapat membusuk adalah sampah

yang memiliki bahan dasar plastik, logam, gelas, karet. Untuk pemusnahannya

dapat dilakukan pembakaran tetapi dapat menimbulkan dampak lingkungan

karena menghasilkan zat kimia, debu dan abu yang berbahaya bagi makhluk

hidup. Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia. Jumlah

atau volume sampah sebanding dengan tingkat konsumsi manusia terhadap

barang/material yang digunakan sehari-hari. Peningkatan jumlah penduduk dan

gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah.

Page 16: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

25

Di Indonesia telah dikenal 2 sistem pembuangan sampah yang umum digunakan

yaitu open dumping dan sanitary landfill. Open dumping adalah sistem

pembuangan sampah dengan cara menunpuk sampah di suatu tempat atau area

pembuangan yang telah disediakan, sedangkan sanitary landfill adalah cara

pembuangan sampah dengan menumpuk sampah pada suatu area yang disediakan

kemudian sampah tersebut dipadatkan dan ditutupi dengan liner atau lapisan

kedap air (lempung) sehingga secara visualisai tidak akan mengganggu seperti

open dumping.

Gambar 15. Penampang Samping dari Sistem Sanitary Landfill

(http://groundwater.oregonstate.edu©Oregon State University 2001, 2006)

Adapun sistem pembuangan sampah akhir di bekas TPA Pasir Impun adalah

menggunakan metode sanitary landfill (sistem lahan urug saniter). Penimbunan

sampah dilakukan dengan metode gabungan trench (saluran) dan metode area

(daratan), dimana pada tahap awal penyediaan lahan, area penimbunan digali dan

dilapisi oleh liner/tanah kedap air setebal ± 30 cm dan dipadatkan. Pada tahap

operasi sampah ditimbun dan dipadatkan di atas lapisan kedap ini perbandingan

Page 17: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

26

yang digunakan adalah pembuangan sampah setebal ± 50 cm akan ditutup dengan

tanah penutup harian setebal ± 20 cm.

Pemadatan sampah dan tanah penutup dilakukan oleh alat berat Steel Wheel

Compactor dengan melakukan lintasan sebanyak 3 – 8 kali di atas sampah dan

tanah penutup. Setelah beberapa lapis sampah ditutup dengan lapisan tanah

penutup akhir setebal ± 60 cm. Gambar 16 menunjukan skema dari penimbunan

sampah dengan metode sanitary landfill dapat dilihat.

Gambar 16. Skema Metode Penimbunan Sanitary Landfill

(Laporan Akhir Bekas TPA Pasir Impun Tahun 2000 PD Kebersihan Bandung)

Sampai saat ini jumlah lapisan sampah tertinggi telah mencapai 17 lapis atau

ketebalan ± 15 m selama 10 tahun dengan total volume sampah sampai dengan

199.939 m3. Gambar 17 menunjukan diagram yang dibuat untuk

mengintegrasikan berbagai kegiatan dalam pengolahan sampah di bekas TPA

Pasir Impun.

Page 18: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

27

KOMPOSTING

KOMPOS

INSINERATOR

PEMILAHAN

SAMPAH MASUK

GENERATOR DAUR ULANG KERTAS

SAMPAH SISA

POMPA GAS TPA

BATU BATA KOMPOS

GAS KE MASYARAKAT

Gambar 17. Diagram Pengelolaan Sampah Terpadu di Bekas TPA Pasir Impun,

(Laporan Akhir Bekas TPA Pasir Impun Tahun 2000 PD Kebersihan Bandung)

Page 19: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

28

3.3 Zat Pencemar atau Kontaminan

Zat pencemar dapat didefinisikan sebagai zat kimia (cair, padat maupun gas), baik

yang berasal dari alam yang kehadirannya dipicu oleh manusia (tidak langsung)

ataupun dari kegiatan manusia (anthropogenic origin) yang telah diidentifikasi

mengakibatkan efek yang buruk bagi kehidupan manusia atau lingkungannya.

Semua itu dipicu oleh aktifitas manusia. Sedangkan kontaminan, sama seperti zat

pencemaran, hanya saja efek negatif atau dampaknya secara nyata terhadap

manusia dan lingkungannya belum teridentifikasi secara jelas (Watts, 1997).

Kontaminan yang mempunyai potensi untuk mencemari tanah dan airtanah

berasal dari berbagai sumber. OTA (Office of Technology Assesment USA, 1984),

membagi sumber kontaminan airtanah dalam 6 kategori, yaitu:

1. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk

membuang dan mengalirkan (discharge) zat atau susbstansi

2. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk

mengolah atau membuang (dispose) zat atau substansi

3. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan transportasi zat atau substansi

4. Sumber yang berasal dari konsukuesi suatu yang terencana

5. Sumber yang berasal dari kegiatan yang menyebabkan adanya jalan masuk

bagi air terkontaminasi masuk ke dalam akuifer

6. Sumber kontaminan yang bersifat alamiah atau terjadi secara alamiah, tetapi

(terjadinya) pengaliran atau penyebarannya disebabkan oleh aktivitas manusia

Dari pembagian di atas pembuangan sampah dapat digolongkan menjadi kategori

2. Adapun contoh dari sumber kategori 2 ini adalah landfill, tempat pembuangan

limbah pertambangan, kolam penampungan (impoundment), tempat

penyimpangan atau pembuangan limbah berbahaya dan material radoaktif

(Sudarmaji, 2006).

Page 20: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

29

Gambar 18. Mekanisme Kontaminasi Tanah dan Airtanah dari Berbagai Sumber

(Pencemaran Tanah dan Airtanah, Suprihanto Notodarmodjo 2005)

Pencemaran sumber air terjadi karena sampah dibuang dengan cara open

dumping/sanitary landfill dan tertimbun di TPA mengalami dekomposisi yang

bersama hujan menghasilkan cairan lindi (leachate). Cairan lindi adalah cairan

yang mengandung zat terlarut dan tersuspensi secara luas sebagai hasil penguraian

mikroba, umumnya terdiri kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), kalium

(K), besi (Fe), khlorida (Cl), Sulfat (SO4), fosfat (PO4), seng (Zn), nikel (Ni),

karbondiokasida (CO2), air (H2O), gas nitrogen (N2), amoniak (NH3), asam sulfida

(H2S), asam organik dan gas hidrogen (H2) (Soemirat, 1999). Karena limbah yang

dibuang beraneka ragam, maka kualitas dari leachate yang mencemari airtanah

juga bervariasi. Umumnya leachate mempunyai TDS yang tinggi, senyawa

nitrogen dan berbagai jenis logam berat. Walaupun pada landfill yang modern,

pada bagian dasarnya diberi lapisan tanah yang relatif kedap air atau mempunyai

permeabilitas yang sangat rendah seperti lempung dan sistem underdrain yang

baik, tetapi potensi untuk mencemari airtanah tetap tinggi. Di Indonesia, dimana

rata-rata curah hujannya tinggi, maka potensi atau resiko pencemaran tanah dan

Page 21: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

30

airtanah akibat landfill akan lebih tinggi bila dibandingkan dengan daerah curah

hujan sedang atau rendah.

3.4 Parameter Fisik dan Kimia Airtanah

3.4.1 Parameter Kimia

3.4.1.1 Dissolved Oxygen (DO)

Dissolved Oxygen atau oksigen terlarut merupakan jumlah oksigen di

dalam air. Biasanya ditampilkan dalam konsentrasi oksigen dalam

sejumlah volume air (miligram per liter air atau mg/l).

Seperti halnya padatan dan cairan, gas juga dapat terlarut dalam air dan

kelarutannya sangat bervariasi. Gas oksigen yang berada dalam bentuk

molekul O2 sangat tidak mudah larut dalam air. Suatu larutan jenuh pada

temperatur ruang dan tekanan normal hanya terdiri dari 9 mg/l oksigen

terlarut. Di alam, oksigen dari atmosfer dapat bercampur dengan air

seperti saat air menabrak batuan atau saat terjadi ombak serta oleh

adanya tumbuhan dan alga yang berfotosintesis di dalam air.

3.4.1.2 Potensial Reduksi-Oksidasi (Eh)

Potensial redoks adalah ukuran kecenderungan (agresivitas) air untuk

mengoksidasi atau mereduksi unsur yang terlarut dalam larutan. Di

dalam reaksi kimia hal ini terlihat dalam jumlah elektron yang dilepas

dan elektron yang diikat. Besarnya Eh dapat diukur dan perbedaan

potensial antara elektroda logam inert yang terbuat dari emas atau

platinum dengan sebuah elektroda lain yang mempunyai nilai potensial

konstan. Nilai potensial hidrogen dianggap sebagai nilai nol (baseline).

Page 22: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

31

Jika nilai Eh air lebih besar dari nilai Eh hidrogen, maka potensial

redoksnya positif. Potensial redoks yang positif menunjukkan kondisi

oksidasi, sedangkan nilai negatif menunjukkan kondisi reduksi. Dalam

beberapa literatur, diukur dalam volts (V), milivolts (mV), atau Eh (1 Eh

= 1 mV).

3.4.1.3 Derajat Keasaman Air (pH)

pH merupakan pendekatan matematis kimia, dimana p mewakili −log10

dan H mewakili konsentrasi ion hidrogen [H+]. pH adalah suatu ukuran

derajat keasaman dari larutan. Larutan pada temperatur 25° C dengan

pH kurang dari 7,00 disebut sebagai asam, sedangkan dengan pH lebih

dari 7,00 disebut basa. Pada pH 7,00 juga disebut sebagai larutan netral

pada temperature 25° C, karena pada pH ini konsentrasi H+ mendekati

seimbang dengan konsentrasi OH− pada air murni. Rumus perhitungan

pH adalah pH = - log 10 H+

Gambar 19. Diagram Eh-pH, Menunjukan Aproksimasi Distribusi

Beberapa Tipe Cairan dari Fluida Bawah Permukaan

(From Shelley, 1985; courtesy W.H. Freeman and Co)

Page 23: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

32

3.4.1.4 Kesadahan

Kesadahan air terutama disebabkan oleh adanya ion-ion seperti kalsium

dan magnesium. Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat,

klorida dan hidrogen karbonat. Kesadahan air alam biasanya disebabkan

garam karbonat atau garam asamnya.

Kehadiran kalsium klorida (CaCl2) atau magnesium sulfat (MgSO4)

sangat dipengaruhi geologi tanah di sekitarnya. Sungai yang mengalir ke

daerah yang mengandung kalsium sulfat (CaSO4) akan mengandung

garam tersebut. Kesadahan tidak saja disebabkan oleh pencemaran

limbah, tetapi di sini susunan geologi tanah di sekitar sungai juga

berpengaruh (Sastrawijaya, 1991).

3.4.2 Logam Berat

Kehadiran logam, terutama logam berat dalam tanah dan airtanah patut

mendapat perhatian yang serius paling tidak karena tiga hal berikut:

1. Sifat racun logam dan potensi karsinogeniknya

2. Mobilitas logam dalam tanah bisa dengan cepat berubah, dari yang

tadinya immobile atau dalam bentuk logamnya menjadi bentuk terlarut

dalam spesies yang dengan mudah bisa berubah

3. Logam mempunyai sifat konservatif dan cenderung kumulatif dalam

tubuh manusia

Dengan sifat tersebut di atas maka keberadaan logam, terutama logam berat

dalam tanah dan airtanah mempunyai potensi yang sangat tinggi sebagai

sumber polutan yang berbahaya.

3.4.2.1 Timbal (Pb) atau Lead

Pb merupakan logam berat dengan berat atom 207,19. Umumnya

peningkatan kadar Pb dalam tanah disebabkan oleh aktifitas manusia

Page 24: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

33

(anthropogenik), seperti misalnya penggunaan bahan bakar mobil TEL

(Tetra Ethyl Lead), peleburan dan pertambangan timah dan buangan

limbah industri (baterai) maupun domestik (sewage).

Distribusi Pb dalam tanah berkorelasi dengan kedalaman, yaitu menurun

sesuai dengan kedalaman. Hal ini antara lain disebabkan oleh

terbentuknya ikatan Pb dengan organik tanah yang umumnya ditemukan

pada lapisan atas tanah. Dalam tanah Pb dapat ditemukan dalam

berbagai bentuk dan spesies. Pada daerah yang kering Pb ditemukan

dalam bentuk yang dapat dipertukarkan, tersorpsi pada permukaan

partikel tanah, dalam bentuk karbonat ataupun senyawa ditransformasi

oleh aktivitas mikroorganisme menjadi timbal tetrametil (tetramethyl

lead), suatu senyawa yang volatil. Secara umum, keberadaan Pb dalam

tanah dikontrol oleh komposisi tanah, mineralogi tanah, kandungan zat

organik dan pH.

Selain dalam bentuk logam murni timbal dapat ditemukan dalam bentuk

senyawa inorganik dan organik. Semua bentuk Pb tersebut berpengaruh

sama terhadap toksitas pada manusia. Timbal merupakan logam toksik

yang sangat bersifat kumulatif.

Pengaruh Pb terhadap kesehatan manusia (jurnal kesehatan lingkungan,

vol 2, no. 2, januari 2006: 129-142) adalah sebagai berikut:

Gangguan neurologi

Gangguan neurologi (susunan syaraf) akibat tercemar oleh Pb dapat

berupa encephalopathy, ataxia, stupor dan coma. Pada anak-anak

dapat menimbulkan kejang tubuh dan neuropathy perifer.

Gangguan terhadap fungsi ginjal

Logam berat Pb dapat menyebabkan tidak berfungsinya tubulus

renal, nephropati irreversible, sclerosis va skuler, sel tubulus atropi,

Page 25: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

34

fibrosis dan sclerosis glumerolus. Akibatnya dapat menimbulkan

aminoaciduria dan glukosuria, dan jika keterdapatannya terus

berlanjut dapat terjadi nefritis kronis.

Gangguan terhadap sistem reproduksi

Logam berat Pb dapat menyebabkan gangguan pada sistem

reproduksi berupa keguguran, kesakitan dan kematian janin. Logam

berat Pb mempunyai efek racun terhadap gamet dan dapat

menyebabkan cacat kromosom. Anak-anak sangat peka terhadap

paparan Pb di udara. Paparan Pb dengan kadar yang rendah yang

berlangsung cukup lama dapat menurunkan IQ.

Gangguan terhadap sistem hemopoitik

Keracunan Pb dapat menyebabkan terjadinya anemia akibat

penurunan sintesis globin walaupun tak tampak adanya penurunan

kadar zat besi dalam serum. Anemia ringan yang terjadi disertai

dengan sedikit peningkatan kadar ALA (Amino Levulinic Acid)

urine. Pada anak–anak juga terjadi peningkatan ALA dalam darah.

Efek dominan dari keracunan Pb pada sistem hemopoitik adalah

peningkatan ekskresi ALA dan CP (Coproporphyrine). Dapat

dikatakan bahwa gejala anemia merupakan gejala dini dari

keracunan Pb pada manusia.

Anemia tidak terjadi pada karyawan industri dengan kadar Pb-B

(kadar Pb dalam darah) di bawah 110 µg/100 ml. Dibandingkan

dengan orang dewasa, anak-anak lebih sensitif terhadap terjadinya

anemia akibat keterdapatan Pb. Terdapat korelasi negatif yang

signifikan antara Hb dan kadar Pb di dalam darah.

Page 26: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

35

Gangguan terhadap sistem syaraf

Efek pencemaran Pb terhadap kerja otak lebih sensitif pada anak-

anak dibandingkan pada orang dewasa. Paparan menahun dengan Pb

dapat menyebabkan lead encephalopath. Gambaran klinis yang

timbul adalah rasa malas, gampang tersinggung, sakit kepala,

tremor, halusinasi, gampang lupa, sukar konsentrasi dan

menurunnya kecerdasan. Pada anak dengan kadar Pb darah (Pb-B)

sebesar 40 – 80 µg/100 ml dapat timbul gejala gangguan

hematologis, namun belum tampak adanya gejala lead

encephalopathy. Gejala yang timbul pada lead encephalopathy

antara lain adalah rasa cangung, mudah tersinggung dan penurunan

pembentukan konsep.

Apabila pada masa bayi sudah mulai tercemar oleh Pb, maka

pengaruhnya pada profil psikologis dan penampilan pendidikannya

akan tampak pada umur sekitar 5 – 15 tahun. Akan timbul gejala

tidak spesifik berupa hiperaktifitas atau gangguan psikologis jika

terpapar Pb pada anak berusia 21 bulan sampai 18 tahun. Untuk

melihat hubungan antara kadar Pb-B dengan IQ (Intelegance

Quation) telah dilakukan penelitian pada anak berusia 3 sampai 15

tahun dengan kondisi sosial ekonomi dan etnis yang sama. Pada

sampel dengan kadar Pb-B sebesar 40 – 60 µg/ml ternyata

mempunyai IQ lebih rendah apabila dibandingkan dengan sampel

yang kadar Pb-B kurang dari 40 µg/ml. Pada dewasa muda yang

berumur sekitar 17 tahun tidak tampak adanya hubungan antara Pb-

B dan IQ.

3.4.2.2 Besi (Fe)

Simbolnya adalah Fe yang merupakan singkatan dari kata Ferrum,

Ferrum adalah bahasa latin yang berarti besi. Besi memiliki berat atom

Page 27: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

36

56, besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai unsur kimia

kesepuluh paling banyak di alam sejagat. Besi juga merupakan unsur

paling banyak (sekitar 34,6 %) membentuk bumi. Besi adalah logam

yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan

unsur bebas. Untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain harus

dihilangkan melalui pengurangan kimia. Besi digunakan untuk

menghasilkan besi baja, yang bukan dalam unsur tetapi alloy atau

paduan dengan logam lain (dan sebagian bukan logam, terutama karbon

sekitar 0,2 – 6,7 % mol total).

Besi dapat ditemukan dalam bentuk ion yaitu dalam Fe2+ dan Fe3+.

Dimana dalam penelitian ini yang diukur adalah kadar Fe2+ karena Fe2+

lebih mudah larut dalam air. Zat besi merupakan mikro elemen yang

esensial bagi tubuh yang sangat diperlukan dalam pembentukan darah,

yakni dalam hemoglobin (Hb). Tubuh manusia apabila menerima

asupan Fe terlalu banyak akan menderita keracunan yang dapat

menyebabkan permeabilitas dinding pembuluh darah kapiler meningkat

sehingga plasma darah merembes keluar. Akibatnya volume darah

menurun dan hipoksia jaringan menyebabkan asidosis. Penelitian pada

hewan menunjukan lamanya proses koagulasi (penggumpalan) darah.

Pada proses toksisitas Fe kronik, besi banyak terakumulasi dalam

jaringan hati sehingga menyebabkan tidak berfungsinya hati.

Penumpukan zat besi berakibat pada gangguan kerja organ, diare,

muntah-muntah dan talasemia (limpa penderita talasemia mengalami

pembesaran karena kerusakan sel darah merah menyebabkan limpa

bekerja lebih berat daripada kondisi normal). Selain itu penumpukan zat

ini bisa merusak organ tubuh seperti gangguan pada jantung, limpa,

gangguan pertumbuhan hingga kelainan pada kulit. Pencemaran tanah

oleh cairan lindi dapat menyebabkan kadar besi dalam airtanah

meningkat, tetapi karakteristik tanah seperti geologi tanah juga

Page 28: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

37

mempengaruhi keberadaan besi dalam air sumur gali, karena besi juga

merupakan salah satu unsur pembentuk mineral tanah (Sarief, 1986).

3.4.3 Parameter Fisik

3.4.3.1 Total Dissolved Solid (TDS)

Total dissolved solid atau besar jumlah padatan terlarut merupakan

jumlah dari material padat yang terlarut di dalam air. Padatan terlarut ini

merupakan hasil dari buangan sama seperti total suspended solids

(TSS), akan tetapi padatan terlarut dalam air memiliki ukuran yang jauh

lebih kecil dari padatan tersuspensi dalam air. TDS tidak menyebabkan

kekeruhan pada air karena keseluruhan padatan terlarut dalam air secara

merata dengan jumlah yang kecil. Padatan anorganik berupa anion yang

terlarut di dalam air antara lain karbonat, klorida, sulfat dan nitrat,

sedangkan kation antara lain sodium, potassium, kalsium dan

magnesium.

3.4.3.2 Daya Hantar Listrik (DHL) / Konduktivitas

Daya hantar listrik (spesific conductivity/konduktivitas) adalah ukuran

kemampuan suatu zat menghantarkan arus listrik dalam temperatur

tertentu yang dinyatakan dalam mikromohs per sentimeter (µmhos/cm).

Satuan yang lebih umum digunakan adalah mikroSiemens (µS/cm).

Untuk menghantarkan arus listrik, ion-ion bergerak dalam larutan

memindahkan muatan listriknya (ionic mobility) yang bergantung pada

ukuran dan interaksi antar ion dalam larutan.

Nilai daya hantar listrik untuk berbagai jenis air adalah sebagai berikut

(Mandel, 1981):

− Air destilasi (aquades) : 0,5 – 5,0 µS

Page 29: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

38

− Air hujan : 5,0 – 30 µS

− Airtanah segar : 30 – 2.000 µS

− Air laut : 45.000 – 55.000 µS

− Air garam (Brine) : ≥ 100.000 µS

Nilai konduktivitas merupakan fungsi antara temperatur, jenis ion-ion

terlarut dan konsentrasi ion terlarut. Peningkatan ion-ion yang terlarut

menyebabkan nilai konduktivitas air juga meningkat. Sehingga dapat

dikatakan nilai konduktivitas yang terukur merefleksikan konsentrasi

ion yang terlarut pada air.

3.4.3.3 Temperatur

Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena aktifitas molekul

dan atom di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi),

semakin tinggi pula temperaturnya. Kenaikan temperatur airtanah

menyebabkan kandungan ion-ion terlarut di dalam air semakin besar dan

secara tidak langsung akan merubah properti kimia atau fisika air.

3.4.3.4 Kekeruhan

Batas toleransi yang disyaratkan Departemen Kesehatan, maksimal

tingkat kekeruhan hanya 5 NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Pada

saat musim hujan tingkat kekeruhan air umumnya meningkat.

3.4.3.5 Bau, Rasa dan Warna

Rasa pada air disebabkan oleh adanya zat-zat atau garam-garaman yang

tersuspensi maupun terlarut dalam air yang terdapat secara berlebihan.

Rasa dan bau dapat saja disebabkan oleh bakteri, gas-gas terlarut,

mineral-mineral ataupun phenol (Todd, 1959). Warna air minum

mungkin disebabkan oleh kehadiran bahan organik berwarna seperti

Page 30: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

39

bahan-bahan humik, logam seperti besi dan mangan atau sisa industri

yang berwarna pekat. Nilai baku mutu untuk warna adalah 15 TCU.

3.4.3.6 Konsep Transportasi Massa

Terdapat beberapa proses dasar yang berperan dalam transportasi massa

yaitu difusi, adveksi, dispersi, dan retardasi.

3.4.3.6.1 Difusi

Difusi adalah proses pergerakan ion–ion dan molekul–molekul

terlarut dalam airtanah dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah

konsentrasi rendah. Difusi akan terjadi sepanjang gradien

konsentrasi ada sekalipun fluida tidak bergerak (Fetter, 1993)

Proses difusi massa di dalam air dapat dinyatakan dalam hukum

Fick’s sebagai berikut:

ddCF Ddx

= −

Dimana:

F = Fluks massa per unit area per unit waktu

Dd = Koefisien difusi (m2/s)

C = Konsentrasi padatan (kg/m3)

dCdx

= Gradien konsentrasi, konsentrasi per unit panjang (kg/m4)

Tanda negatif menunjukkan pergerakan adalah dari konsentrasi

yang besar ke konsentrasi yang lebih kecil. Nilai D untuk ion-ion

utama berkisar antara 1 x 10-9 hingga 2 x 10-9 m2/det (Fetter, 1994).

Page 31: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

40

Untuk sistem yang menyebabkan perubahan konsentrasi dari waktu

ke waktu , hukum Fick’s kedua berlaku:

2

2dC CDt x

∂ ∂=

∂ ∂

∂C/∂t adalah perubahan konsentrasi oleh waktu. Kedua persamaan

di atas hanya berlaku untuk kondisi satu dimensi dan pada aliran

transien.

Dalam media poros digunakan koefisien difusi efektif (D*). Nilai

D* dihitung dengan persamaan:

D* = wDd

w adalah koefisien empiris yang dihitung melalui eksperimen

laboratorium. Nilai w untuk polutan yang tidak terabsorbsi oleh

mineral adalah antara 0,5 hingga 0,01 (Freeze & Cherry, 1979).

3.4.3.6.2 Adveksi

Adveksi adalah proses dimana airtanah bergerak membawa zat

terlarut. Jumlah zat terlarut yang tertransport merupakan fungsi

konsentrasi dalam airtanah dan banyaknya airtanah yang mengalir

(Fetter, 1993).

Kecepatan aliran airtanah dapat dihitung menggunakan persamaan

Darcy, yaitu:

xe

K dhvn dl

= −

Page 32: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

41

Dimana:

vx = Rata-rata kecepatan linear (m/s)

K = Konduktivitas hidraulik (m/s)

en = Porositas efektif

dhdl

= Gradien hidraulik

Kontaminan yang teradveksi akan berpindah tempat dengan

kecepatan yang sama dengan kecepatan aliran airtanah.

3.4.3.6.3 Dispersi Mekanik

Dispersi mekanik adalah proses dimana larutan terkontaminasi

yang mengalir melalui media pori bercampur dengan air yang

belum terkontaminasi, hal ini akan menyebabkan pengenceran

kontaminan. Percampuran yang terjadi sepanjang garis aliran

larutan disebut dengan dispersi longitudinal. Dispersi yang terjadi

searah dengan jalur aliran fluida disebut dispersi lateral.

Koefisien longitudinal dispersi mekanik = i ivα

Koefisien transverse dispersi mekanik = j jvα

Dimana:

iα = Dinamik dispersivitas pada arah i (m)

iv = Kecepatan rata – rata pada arah i (m/s)

jα = Dinamik dispersivitas pada arah j (m)

jv = Kecepatan rata – rata pada arah j (m/s)

3.4.3.6.4 Dispersi Hidrodinamik

Dispersi hidrodinamik merupakan penjumlahan antara dispersi

mekanik dan difusi. Proses difusi dan dispersivitas mekanik tidak

Page 33: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

42

dapat dipisahkan dalam aliran air bawah tanah. Maka dari itu suatu

faktor diperkenalkan yaitu koefisien dispersi hidrodinamik (DL dan

DT ). Untuk aliran dua dimensi menggunakan persamaan:

*

L L iD v Dα= +

*T T jD v Dα= +

Dimana:

LD = Koefisien dispersi hidrodinamik paralel terhadap arah

utama aliran (longitudinal) (m2/s)

TD = Koefisien dispersi hidrodinamik tegak lurus terhadap

arah utama aliran (transverse) (m2/s)

Lα = Dinamik dispersivitas longitudinal (m)

Tα = Dinamik dispersivitas transverse (m)

D* = Koefisien efektif difusi molekul (m2/s)

3.4.4 Standar Kualitas Air

Dalam menentukan standar kualitas air yang memenuhi syarat kelayakan bagi

kesehatan maka dipakai standar kualitas air minum yang telah ditentukan oleh

pemerintah yang dapat dilihat pada tabel 2 yang diambil dari Keputusan

Menteri Kesehatan Republik Indonesia pada tanggal 29 Juli 2002 Nomor:

907/MENKES/SK/VII/2002.

Tabel 2. Persyaratan Kualitas Air Minum

1. Bakteriologis

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

a. Air Minum

E. Coli atau fecal coli Jumlah per 100 ml sampel 0

Page 34: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

43

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

b. Air yang masuk sistem distribusi

E. Coli atau fecal coli Jumlah per

100 ml sampel 0

Total Bakteri Coliform Jumlah per 100 ml sampel 0

c. Air pada sistem distribusi

E. Coli atau fecal coli Jumlah per

100 ml sampel 0

Total Bakteri Coliform Jumlah per 100 ml sampel 0

2. Kimiawi

2.1. Bahan kimia yang memiliki pengaruh langsung pada kesehatan.

A. Bahan anorganik

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Antimon (mg/liter) 0,005

Air Raksa (mg/liter) 0,001

Arsenic (mg/liter) 0,01

Barium (mg/liter) 0,7

Boron (mg/liter) 0,3

Kadmium (mg/liter) 0,003

Kromium (Valensi 6) (mg/liter) 0,05

Tembaga (mg/liter) 2

Sianida (mg/liter) 0,07

Fluorida (mg/liter) 1,5

Timbal (mg/liter) 0,01

Molybdenum (mg/liter) 0,07

Nikel (mg/liter) 0,02

Nitrat( sebagai N03) (mg/liter) 50

Page 35: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

44

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Nitrit( sebagai NO2) (mg/liter) 3

Selenium (mg/liter) 0,01

B. Bahan organik

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Chlorinated alkanes Carbon tetrachloride (µg/liter) 2 Dichloromethane (µg/liter) 20 1.2-dichloroethane (µg/liter) 30 1.1.1-trichloroethane (µg/liter) 2.000 Chlorinated ethenes

Vinyl chloride (µg/liter) 5 1.1 - dichloroethene (µg/liter) 30 1.2 - dichloroethene (µg/liter) 50 Trichloroethene (µg/liter) 70 Tetrachloroethene (µg/liter) 40

Aromatic hydrocarbons

Benzene (µg/liter) 10 Toluene (µg/liter) 700 Xylenes (µg/liter) 500 Benzo[a]pyrne (µg/liter) 0,7

Chlorinated benzenes

Monochlorobenzene (µg/liter) 300 1.2 - dichlorobenzene (µg/liter) 1.000 1.4 - dichlorobenzene (µg/liter) 300 Trichlorobenzenes (togal) (µg/liter) 20

Lain-lain Di(2-ethyl hexy)adipate (µg/liter) 80

Di(2-ethylhexyl) phthalate (µg/liter) 8

Acrylamide (µg/liter) 0,5 Epichlorohydrin (µg/liter) 0,4 Hexachlorobutadiene (µg/liter) 0,6 Edetic acid (EDTA) (µg/liter) 200 Tributyltin oxide (µg/liter) 10

Page 36: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

45

C. Pestisida

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Alachlor (µg/liter) 20 Aldicarb (µg/liter) 10 Aldrin/dieldrin (µg/liter) 0,03 Atrazine (µg/liter) 2 Bentazone (µg/liter) 30 Carbofuran (µg/liter) 5 Chlordane (µg/liter) 0,2 Chlorotoluron (µg/liter) 30 DDT (µg/liter) 2 1.2 - dibromo - (µg/liter) 3-chloropropane (µg/liter) 1 2.4 – D (µg/liter) 30 1,2-dichloropropane (µg/liter) 20 1.3 - dichloropropene (µg/liter) 20 Heptachlor and (µg/liter) Heptachlor epoxide (µg/liter) 0,03 Hexachlorobenzene (µg/liter) 1 Isoproturon (µg/liter) 9 Lindane (µg/liter) 2 MCPA (µg/liter) 2 Methoxychlor (µg/liter) 20 Metolachlor (µg/liter) 10 Molinate (µg/liter) 6 Pendimethalin (µg/liter) 20 Pentachlorophenol (µg/liter) 9 Permethrin (µg/liter) 20 Propanil (µg/liter) 20 Pyridate (µg/liter) 100 Simazine (µg/liter) 2 Trifluralin (µg/liter) 20

Chlorophenoxy Herbicides selain 2.4 D dan MCPA

2.4 - DB (µg/liter) 90 Dichlorprop (µg/liter) 100 Fenoprop (µg/liter) 9 Mecoprop (µg/liter) 10

Page 37: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

46

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

2.4.5 - T (µg/liter) 9 D. Desinfektan dan hasil sampingannya

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Monochloramine (mg/liter) 3 Chlorine (mg/liter) 5 Bromate (µg/liter) 25 Chlorite (µg/liter) 200 Chlorophenol (µg/liter) 2,4,6-trichlorophenol (µg/liter) 200 Formaldehyde (µg/liter) 900 Trihalomethanes Bromoform (µg/liter) 100 Dibromochloromethane (µg/liter) 100 Bromodichloromethane (µg/liter) 60 Chloroform (µg/liter) 200

Chlorinated acetic acids

Dichloroacetic acid (µg/liter) 50 Trichloroacetic acid (µg/liter) 100

Chloral hydrate (trichloroacetaldehyde) (µg/liter) 10

Halogenated acetonitriles

Dichloroacetonitrile (µg/liter) 90 Dibromoacetonitrile (µg/liter) 100 Trichloracetonitrile (µg/liter) 1

Cyanogen chloride (sebagai CN) (µg/liter) 70

2.2 Bahan Kimia yang kemungkinan dapat menimbulkan keluhan pada konsumen

A. Bahan anorganik

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Ammonia mg/l 1,5

Page 38: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

47

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Alumunium mg/l 0,2

Klorida mg/l 250

Tembaga mg/l 1

Kesadahan mg/l 500

Hidrogen Sulfida mg/l 0,05

Besi mg/l 0,3

Mangan mg/l 0,1

pH - 6,5 – 8,5

Sodium mg/l 200

Sulfat mg/l 250

Total zat padat terlarut mg/l 1.000

Seng mg/l 3

B. Bahan organik, desinfektan dan hasil sampingannya

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Organik

Toluene (µg/l) 24 – 170

Xylene (µg/l) 20 – 1.800

Ethylbenzene (µg/l) 2 – 200

Styrene (µg/l) 4 – 2.600

Monochlorobenzene (µg/l) 10 – 120

1,2-dichlorobenzene (µg/l) 1 – 10

1,4-dichlorobenzene (µg/l) 0,3 – 30

Trichloorbenzenes (total)

(µg/l) 5 – 50

Deterjen (µg/l) 50

Desinfektan dan hasil sampingannya

Chlorine (µg/l) 600 – 1.000

Page 39: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

48

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

2-chlorophenol (µg/l) 0,1 – 10

2,4-dichlorophenol (µg/l) 0,3 – 40

2,4,6-trichlorophenol (µg/l) 2 – 300

3. Radioaktifitas

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Gross alpha activity (Bq/liter) 0,1

Gross beta activity (Bq/liter) 1

4. Fisik

Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan Keterangan

Parameter Fisik

Warna TCU 15

Rasa dan bau _ _ tidak berbau dan berasa

Temperatur °C Suhu udara ± 3 °C

Kekeruhan NTU 5

Keterangan: Parameter-parameter air minum yang diujikan dalam penelitian tugas

akhir ini adalah parameter-parameter di dalam tabel 2 yang dalam penulisannya

ditulis dengan tinta berwarna biru.

3.5 Pemodelan Modflow

Modflow adalah software khusus yang dibuat untuk mengamati kondisi airtanah.

Modflow 3.1.0 dapat menampilkan kondisi airtanah dalam 2 dimensi dan 3

dimensi. Penampilan 2 dimensi dari Modflow dapat berupa penampang (dilihat

dari samping) dan daerah penelitian (dilihat dari atas). Sedangkan untuk 3 dimensi

ditampilkan kondisi airtanah dalam baris (x), kolom (y) dan lapisan (z). Pada

Page 40: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

49

prinsipnya Software Modflow menggunakan metode beda hingga (finite difference

method) untuk melakukan pemodelan yaitu dengan cara membuat block centered

grid sehingga yang diketahui adalah nilai pada tengah-tengah blok.

Semua grid horinsontal yang menggunakan metode beda hingga harus memiliki

grid yang sama untuk semua lapisan. Untuk grid vertikal (∆z) tidak diperlukan

input data, namun nilainya akan mempengaruhi nilai tranmisivitas dimana

nilainya sama dengan nilai konduktifitas hidrolik dikali nilai tebal lapisan.

Sehingga nilai transmisivitas atau transmisibilitas akan berubah apabila terjadi

perubahan nilai tebal lapisan dan/atau nilai konduktifitas hidrolik. Hal ini

menimbulkan kemungkinan terjadinya error dalam penilaian unit hidrostatik ke

dalam finite difference (beda hingga) karena error yang terjadi di dalam

perhitungan dengan finite difference. Namun karena error yang dihasilkan sangat

kecil sehingga dapat diabaikan (McDonald dan Harbaugh, 2000).

Ada 2 sudut pandang (viewpoint) di dalam sistem airtanah, yaitu akuifer dan

sistem alirannya sendiri. Jika yang menjadi sudut pandang adalah akuifer maka

konsep yang dipakai adalah confined (tertekan) dan unconfined (tidak tertekan).

Di sini aliran airtanah diasumsikan mengalir secara horisontal melalui akuifer atau

secara vertikal melewati antar lapisan.

Rumus umum yang dipakai (Fetter, 1994) dalam pemodelan:

LRthS

yhT

yxhT

x yx +−∂∂

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂ ..............(1)

Dimana:

''

bhh

KL sourcez

−−=

Keterangan: '

zK = Konduktifitas hidrolik vertikal (m/s)

Page 41: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

50

T = Transmisivitas (m2/hari)

S = Strorativitas

R = Recharge (mm/tahun)

L = Leakage (kebocoran)

hsource = Elevasi muka airtanah dari titik pengamatan (m)

b’ = Tebal lapisan (m)

Ketika rumus ini dipakai dalam akuifer bebas maka asumsi Dupuit berlaku

dimana, garis aliran adalah horisontal dan garis equipotensial adalah vertikal, dan

gradien hidrolik horisontal sama dengan sudut muka airtanah bebas. Sebagai

catatan di sini bahwa transmisivitas dalam arah z (vertikal) tidak diperhitungkan.

Karena nilai transmisivitas di sini merupakan nilai rata-rata dari parameter

vertikal.

Jika yang menjadi titik pandang adalah aliran airnya maka yang diidentifikasi di

sini adalah distribusi heads (muka airtanah), konduktifitas hidrolik dan storage di

semua tempat dalam sistem secara tiga dimensi (3D).

Rumus umum yang dipakai (fetter, 1994) dalam pemodelan 3 dimensi:

*RthS

zhK

zyhK

yxhK

x szyx −∂∂

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂ ..........(2)

Dimana Ss adalah spesific storage dan R* adalah volume masukan kedalam sistem

per unit volume dari akuifer per unit waktu.

Seperti yang telah dibahas di atas bahwa rumus (1) dipakai untuk akuifer

unconfined dimana Tx = Kxh dan Ty = Kyh, h adalah tebal lapisan terisi air. Ketika

Tx dan Ty diganti maka akan dihasilkan Rumus Boussinesq seperti berikut (Fetter,

1994):

RthS

yhhK

yxhhK

x yyx −∂∂

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂ .................(3)

Page 42: BAB III TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi · TEORI DASAR 3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan.

Tugas Akhir

Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Sterra B Cornelia 121 03 052

51

Dimana L menjadi nol dan storativity menjadi specific yield. Kemudian akan

terlihat bahwa:

xhh

xh

∂∂

=∂∂ 2

2

yhh

yh

∂∂

=∂∂ 2

2

sehingga rumus (3) dapat ditulis menjadi:

RthS

yhK

yxhK

x yyx 2222

−∂∂

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂ .............(4)

Adapun data yang dibutuhkan dalam pemodelan dengan Software Modflow:

1. Data Topografi

2. Data Geologi

3. Data Curah hujan

4. Data Evapotranspirasi

5. Data sifat fisik lapisan batuan, seperti:

• Nilai K (konduktifitas hidrolik)

• Nilai Ss (spesifik storage)

• Nilai Sy (spesifik yields)

• Nilai ne (porositas efektif)

• Nilai ntotal (porositas total)

• Nilai dx dan dy yang merupakan nilai koefisien dispersi untuk kontaminan

6. Data mata air dan sumur penduduk (jika ada)

7. Data recharge, constant head

8. Data pumping well (jika ada)

9. Data sebaran partikel atau fluida lainnya