PETUNJUK UMUM PEMBELAJARAN

Program pembelajaran disusun dalam bentuk 1 modul.

Modul ini terdiri dari 2 bagian yaitu Petunjuk Umum dan

Kegiatan Belajar. Kegiatan belajar terdiri dari : kegiatan belajar

1-4, topik, tujuan umum pembelajaran, tujuan khusus

pembelajaran, uraian dan contoh, latihan, rangkuman, tes

formatif, unpan balik dan tindak lanjut, referensi dan kunci

jawaban. Setiap kegiatan belajar di tulis kompetensi dan sub

kompetensi, diuraukan petunjuk belajar, kegiatan dan latihan

yang akan dilakukan, dan dilengkapi dengan rangkuman .

Setelah semua kegiatan dilakukan dan rangkuman telah dibaca,

maka mahasiswa dapat mengerjakan tes formatif yang telah

disediakan. Mahasiswa harus mengikuti urutan kegiatan yang

harus dilakukan. Setelah tes formatif selesai dikerjakan

mahasiswa, pekerjaan diperiksa sendiri dengan menggunakan

kunci jawaban. Jika memenuhi syarat maka mahasiswa dapat

pindah ke kegiatan belajar lain, jika tidak maka mahasiswa

mengulangi lagi bagian-bagian yang belum dikuasai.

KEGIATAN BELAJAR

A. Kegiatan Belajar 1

AIR TANAH

1. Tujuan Umum Pembelajaran

Mahasiswa diharapkan dapat memahami dengan benar

pengertian dan proses terjadinya air tanah.

2. Tujuan Khusus Pembelajaran

1. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian air tanah

2. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya air tanah.

3. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian aquifer, aquiklud

dan aquitad?

4. Mahasiswa menjelaskan pengertian lapisan tertekan dan

lapisan tak tertekan

5. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya sumur

artesis.

6. mahasiswa dapat menjelaskan pengertian muka air preatik.

7. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian draw down

8. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya intrusi air

laut

AIR TANAH

Air tanah (ground water) adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di

dalam zona jenuh (saturation zone) di mana tekanan hidrostiknya sama atau lebih

besar dari tekanan atmosfer. “Vadose water” adalah air yang terdapat pada zona

aerasi. Kandungan air tanah suatu daerah dapat di pengaruhi oleh :

1. Iklim/musim (banyaknya hujan dan evapotranspirasi)

2. Kondisi penutup lahan (land cover).

3. Kondisi geomorfologi.

4. Kondisi geologi (macam batuan).

5. Aktivitas manusia.

Sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang meresap masuk kedalam

tanah, air tanah tersebut disebut air meteorik. Selain air meteorik ada air lain yaitu

“Jupenile water” (merupakan air yang baru), dapat di klasifikasikan menurut asalnya

yaitu magnetic water, “volcanic water”. Yang biasanya panas atau hangat dan

mempunyai kandungan sulfur yang tinggi dan “cosmic water” (berasal dari luar

angkasa bersama dengan meteorit). “Rejuvenad water” adalah air yang berasal dari

proses geologi seperti kompaksi, metamorfosa, dan sedimentasi, ada dua jenis yaitu

“metamorphic water” dan “connate water”. “Connate water” yaitu air yang

terperangkap dalam endapan sewaktu terjadi proses penguapan (air ini biasanya

payau sampai asin).

1) Sifat – sifat batuan terhadap air tanah

Berdasarkan perlakuan terhadap air tanah (menyimpan dan meloloskan air),

batuan dapat dibedakan menjadi :

a) Akuifer (aquifer), adalah lapisan pembawa air, lapisan batuan ini

mempunyai susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan

mengalirkan air yang cukup berarti di bawah kondisi lapang. Batuan dari

akuifer ini bersifat permeabel, contoh batuan permeabel adalah pasir, kerikil,

batu pasir yang retak – retak dan batu gamping yang berlubang – lubang.

b) Akuiklud (aquiclude), adalah lapisan batuan yang dapat

menyimpan air tetapi tidak dapat meloloskan air dalam jumlah yang berarti.

Contoh : lempung, shale, tuf halus, silt.

c) Akuitad (aquitard), adalah lapisan atau formasi batuan yang dapat

menyimpan air tetapi hanya dapat meloloskan air dalam jumlah terbatas.

d) Akuifug (aquifeige), adalah lapisan atau formasi batuan yang tidak

dapat menyimpan dan meloloskan air. Contoh : granit dan batuan yang

kompak dan padat (lava beku).

Kondisi air tanah disuatu daerah dapat diperkirakan berdasarkan tipe batuan,

pelapisan/stratigrafi batuan, satuan geomorfologi dan curah hujan. Batuan sedimen

belum mengalami konsolidasi atau unconsolidated seperti pasir, pada topografi datar

biasanya mempunyai cadangan air tanah tinggi. Struktur vulkan mudah (seperti

gunung api merapi, kelud) yang materialnya pada umumnya masih unconsolidated

atau belum mengalami pelapukan dan pemadatan. Pelapukan lanjut dan topografinya

berpartisipasi dari yang curam sampai datar mempunyai kondisi air tanah yang

bervariasi. Pada bagian puncak (cone dan vulcanic slope). Tidak dijumpai air tanah,

pada satuan geomorfologi dibawahnya baru dijumpai air tanah.

Menurut Badrudin M (1994) Indonesia dapat dibedakan menjadi lima

kawasan yaitu :

- Kawasan yang terdiri atas batuan berumur pre-tersier dan

tersier terdiri dari sedimen yang berliat kuat dan batuan kristalin.

- Beberapa cekungan sedimen di Indonesia mengandung air

tanah disamping minyak bumi dan jenis ini merupakan air fosil connate water

yang merupakan sumber daya alam yang tidak terbarukan dan dapat habis

setelah di tambang.

- Di daerah yang dibentuk oleh satuan batu gamping, sering

dan bahkan sama sekali tidak di jumpai air permukaan. Contoh kawasan air

batu gamping adalah Gunung Kidul, Madura, Lombok, dan Sulawesi Selatan.

- Di sekitar daerah lereng Gunung api yang tersebar luas di

Indonesia dapat dijumpai cadangan air tanah yang sangat kaya.

- Kawasan air tanah pada batuan dataran aluvial yang tersebar

di Indonesia.

2) Permukaan air tanah dan fluktuasi

Permukaan air tanah dari unconfined aquifer disebut muka freatikatik

(pheratic surface) atau water table, sedang untuk confined aquifer disebut piezometric

survace (sifat imajiner). Muka air berfluktuasi tergantung dari pengaruh luar seperti

tekanan udara, gempa bumi, pasang surut, perubahan recharge (input air), perubahan

discharge (out air, akibat dari pemompaan air tanah). Perubahan simpanan (storage)

air tanah hasil dari perbedaan antara recharge dan discharge.

Variasi sekular dari permukaan air tanah adalah fluktuasi permukaan air tanah

dalam kurun waktu cukup panjang beberapa tahun. Sekular variasi ini disebabkan

karena variasi iklim terutama disebabkan oleh variasi curah hujan. Sedang variasi

musiman adalah erat kaitannya dengan variasi musim (musim hujan dan kemarau).

Fluktuasi air tanah dapat diamati melalui pengamatan permukaan air sumur. Data

fluktuasi ini sapat di gunakan untuk menetapkan hasil yang aman.

3) Penurunan Permukaan Air Tanah

Akibat dari pemakaian (pemompaan) air tanah yang berlebihan atau melebihi

safe yiednya, permukaan air tanah dapat mengalami penurunan. Oleh karena itu

pembuatan sumur bor harus mempertimbangkan pengaruh pemompaan terhadap

intrusi air laut (khusus akifer pantai). Akibat adanya pemompaan dengan debit Q

terjadi depresi muka freatik. Seberapa jauh jari – jari lingkaran pengaruh akibat

pemompaan (Re) dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

(Todd, 1959)

lnro/rw

woKπQ hh

22 −=

Keterangan : Q = debit pemompaan m3/hari (pada kondisi aliran tetap atau

steady flow).

h2 = Jarak muka freatik sampai lapisan kedap air pada sumur 2

(sumur pengamatan) dalam meter.

r = Jarak sumur pompa dengan sumur pengamatan (sumur 1)

dalam meter

)//(

)1

(

)/ln(

23

22

mm

hhrr

haridalam

w

QK wl

−=

π

selain uji pompaan ini, nilai k dapat diperkirakan dengan menggunakan tabel, setiap

batuan mempunyai nilai k uji di Laboratorium atas contoh mineral aqifer, dengan

menggunakan pelacak (larutan penunjuk).

4) Aliran Air Tanah dan Debit

Proses aliran air tanah merupakan suatu gerakan yang didorong oleh gaya

berat dan ditahan oleh gesekan pada medium porous. Persamaan dasar untuk

menjelaskan aliran dan debit air tanah adalah hukum Darchi dan hukum Contiunitas.

Perlakuan otomatis dari aliran air tanah mempunyai asumsi – asumsi dan generalisasi

sebagai berikut (Dam, 1966 dan Sentot Soebagyo, 1990) :

a) Akuifer haruskah homogen dan isotropik (permeabilitas dalam arah

x, y dan dua adalah sama)

b) Lapisan semi-tembus mempunyai ketahanan hidroulik yang

seragam.

c) Koefisien permeabilitas mempunyai infarian waktu.

d) Transibilitas akuifer bebas adalah konstan

e) Koefisien simpanan (storage coeffien) adalah konstan

f) Pelepasan air dari simpanannya adalah seketika.

g) Mintakat kapiler diabaikan.

5) Kecepatan aliran air tanah

Kecepatan aliran air tanah (v) dapat ditentukan dengan persamaan : (Sentor

Soebagyo, 1990) :

V = Q/A

Q = - k dh/dl

maka :

dh/dl).k(A

1K −=

Tanda (-) menyatakan bahwa aliran berada dalam arah bagian atas yang menurun.

Keterangan :

q = Debit jenis (q = Q/A)

A = Luas penampang

k = Permeabilitas material akuifer

dh/dl = Gradien hidraulik

a = Porositas batuan

6) Debit air tanah

Debit air tanah dapat diperkirakan dengan dua cara yaitu :

a) Rumus : Q = T/L

Keterangan :

Q = Debit air tanah (m3/hari) per satuan lebar L

T = Transmisibilitas (m2/hari)

= k x D

D = Tebal akuifer (n)

k = Permeabilitas akuifer (m3/hari/M2)

l = dh/dl = gradien hidrolik

b) Analisa kontur muka air tanah (equipotensial line). Untuk menghitung

debit air tanah menurut Todd, (1959) sebagai berikut :

Mempertimbangkan arah aliran dalam gambar D. 13 hidrolik gradient (1) adalah :

i = dh/dl

dan aliran tetap dq antara dua jenis aliran air tanah adalah :

dq = k x dh/dl x dn

untuk satuan tabel. Untuk bujur sangkar dari jaringan aliran, maka :

dl = dn

sehingga :

dq = k. dh

C. Mata air

Mata air (spring) merupakan pemunculan air tanah kepermukaan tanah oleh

berbagai faktor lingkungan terutama faktor topografi susunan perlapisan bebatuan

dan sifat batuan. Macam – macam mata air :

1. Mata air depresi (depresion spring)

2. Mata air kontak (contact spring)

3. Mata air sesar (fault spring)

4. Mata air sinkhole (sinkhole spring)

5. Mata air kekar (joint spring)

6. Mata air retan (fracture spring)

Sumber air dari mata air adalah air permukaan yang mengalami infiltrasi

masuk kebawah permukaan. Daerah tangkapn dari mata air sukar sekali sehingga

daerah konservasi mata air sukar ditetapkan, untuk melindungi tempat munculnya

mata air dapat menggunakan aturan yaitu radius 200 sekitar mata air.

Debit mata air bervariasi menurut waktu, pada musim penghujan atau akhir

musim hujan debitnya besar dan berangsur – angsur debitnya mengecil, bahkan ada

mata air yang berhenti alirannya pada waktu musim kemarau. Kualitas airnya

tergantung dari jenis batuan dimana sistem mata air itu berada dan dapat juga

dipengaruhi oleh aktivitas manusia.

Intrusi Air Laut

Peningkatan jumlah manusia menyebabkan kebutuhan air semakin meningkat.

Salah satu cara memenuhi kebutuhan air baik rumah tangga industri maupuin

pertanian dengan cara mengekploitasi air tanah. Yang menjadi persoalan adalah pada

daerah-daerah dekat pantai yang bias menyebabkan timbulnya penetrasi ait laut ke

darat. Kejadian seperti ini disebut intrusi air laut. Agihan salinitas yang mengenai

lensa air tawar yang terisolasi yang diisi kembali oleh infiltrasi dan yang mengapung

pada air garam di jelaskan dengan prinsip dari Bodon-Ghyben-Herzberg dengan

rumus:

[ ]fs

fH

ρρρ−

= h atau H = (∆) h

Keterangan: H: ketebalan kantong air

ρf: kerapatan air tawar = 1,000 gr/cm3

ρs: kerapatan air asin, sekitar 1,025 gr/cm3

h: perbedaan tinggi antara permukaan laut dan permukaan air tanah ( piezometrik =

m)

∆= ρf/(ρs-ρf)

Untuk mencegah intrusi air laut kedaratan, beberapa metode seperti pengisian

kembali secara buatan, konstruksi penghalang bawah permukaan dan lain-lain.

Kesimpulan

Kandungan air tanah suatu daerah dapat di pengaruhi oleh :

1. Iklim/musim (banyaknya hujan dan evapotranspirasi)

2. Kondisi penutup lahan (land cover).

3. Kondisi geomorfologi.

4. Kondisi geologi (macam batuan).

5. Aktivitas manusia.

Berdasarkan perlakuan terhadap air tanah (menyimpan dan meloloskan air),

batuan dapat dibedakan menjadi :

a. Akuifer (aquifer), adalah lapisan pembawa air, lapisan batuan ini mempunyai

susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air yang

cukup berarti di bawah kondisi lapang. Batuan dari akuifer ini bersifat permeabel,

contoh batuan permeabel adalah pasir, kerikil, batu pasir yang retak – retak dan

batu gamping yang berlubang – lubang.

b. Akuiklud (aquiclude), adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air tetapi

tidak dapat meloloskan air dalam jumlah yang berarti. Contoh : lempung, shale,

tuf halus, silt.

c. Akuitad (aquitard), adalah lapisan atau formasi batuan yang dapat menyimpan air

tetapi hanya dapat meloloskan air dalam jumlah terbatas.

d. Akuifug (aquifeige), adalah lapisan atau formasi batuan yang tidak dapat

menyimpan dan meloloskan air. Contoh : granit dan batuan yang kompak dan

padat (lava beku).

Soal-Soal

1. Jelaskan pengertian air tanah?

2. Jelaskan proses terjadinya air tanah

3. Jelaskan pengertian akuifer, aquklud, aquitad dan aquifug?

4. Jelaskan pengertian lapisan tertekan dan lapisan tak tertekan?

5. Jelaskan mengapa terjadi air artesis?

6. Jelaskan proses terjadinya infiltrasi air laut ke daratan?

Daftar Pustaka

Asdak C, 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press. Yogyakarta

D, Darmakusumah 1999. Pengelolaan Sumber Daya Air. Fakultas Geografi UGM Yogyakarta.

Seyhan E, 1995. Dasar-Dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta

Soewarno, 1991. Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai. Nova Bandung.

Sostrodarsono, S & Kensaku Takeda, 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. PT Prima Karsa Utama. Jakarta

Wilson, E. M. 1993. Hidrologi Teknik. Penerbit ITB Bandung.

Tugas Kelompok

M.K. Hidrologi Dasar

AIR TANAH

Oleh

KELOMPOK V

MUH. DARWIS

FITRI ANWAR

KHAERIYAH

SITT HATIKA

MISLENA

JURUSAN GEOGRAFI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2005