PERAN ILMU HIDROGEOLOGI DAN APLIKASINYA PADA

MANAJEMEN SERTA PEKERJAAN PENGELOLAAN AIR

OLEH :

M.SADIQUL IMAN H1E108059

PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2009

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa

atas segala rahmat dan karunai-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

makalah dengan judul Peran Ilmu Hidrogeologi dan Aplikasinya pada

Manajemen Serta Pekerjaan Pengelolaan Air ini.

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata

kuliah Hidrologi dan Geohidrologi. Penyusunan makalah ini berdasarkan format

yang telah diberikan. Namun demikian, penulis menyadari keterbatasan yang

dimiliki dalam penyusunan makalah ini sehingga makalah ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun agar makalah ini menjadi lebih baik.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Noordiah Helda, M.sc

selaku dosen pengajar dan pembimbing dalam penyusunan makalah ini. Penulis

mengharapkan agar makalah ini dapat digunakan sebagaimana mestinya dan juga

dapat bermanfaat bagi kita semua.

Banjarbaru, September 2009

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR................................................................................. i

DAFTAR ISI................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang................................................................................. 1

1.2 Tujuan.............................................................................................. 1

BAB II METODE PENULISAN................................................................ 2

BAB III TINJAUAN PUSTAKA................................................................ 3

3.1Daur Hidrologi................................................................................. 3

3.2 Infiltrasi............................................................................................ 4

3.3Hidrogeologi dan Air Tanah........................................................... 6

3.2.1. Terjadinya Air Tanah..................................................... 10

3.2.2. Gerakan Air Tanah........................................................ 12

3.4Aplikasi Pekerjaan Pengelolaan Air............................................... 13

BAB IV PENUTUP....................................................................................... 17

4.1Kesimpulan....................................................................................... 17

4.2Saran................................................................................................. 17

DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 18

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Daur Hidrologi.......................................................................... 4

Gambar 2. Kurva infiltrasi dan curah hujan untuk menghitung air

larian........................................................................................................... 6

Gambar 3. Peta sebaran cekungan air tanah sebanyak 224 cekungan di Indonesia

(A) dan kondisi musim hujan di bulan Januari (B) dan musim kemarau di bulan

Juli (C)………………………………………………… 9

Gambar 4. Model ideal tipologi sistem akifer di Indonesia........................ 9

Gambar 5. Penampang lintang skematis yang memperlihatkan terjadinya air

tanah....................................................................................................... 11

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber daya yang sampai saat ini tidak dapat tergantikan

dalam memberikan dukungan dan manfaat demi kehidupan bagi seluruh makhluk

hidup di bumi ini. Sehingga keberadaan dan kualitasnya haruslah dijadikan

prioritas utama dalam upaya pelestarian fungsinya untuk memberikan kehidupan

bagi seluruh makhluk hidup.

Seperti telah dicantumkan dalam ayat (3) pasal 33 Undang Undang Dasar

1945, bahwa "Bumi dan air dan kekayaan yang terkandung di dalamnya dikuasai

oleh Negara dan dipergunakan untuk sebesar-besarnya kemakmuran Rakyat",

maka keberadaan sumber daya air di bumi Indonesia ini juga harus dimanfaatkan

untuk memenuhi berbagai kebutuhan akan air, bagi kemakmuran seluruh

masyarakat. Namun dalam praktik penyelenggaraan pengelolaan sumber daya air

selama ini, tujuan tersebut masih jauh dari tercapai.

Dalam menjaga keberadaan dan kualitas air tersebut tentunya daur

hidrologi sangat berperan penting dalam mencapai semua tujuan tersebut.

Adanya daur hidrologi yang berperan dalam pertukaran air di muka bumi ini tak

lepas juga dengan keberadaan air tanah.

Dengan mengetahui konsep daur hidrogeologi yaitu penyebaran dan

pergerakan air tanah secara luas, maka kita dapat menggunakan istilah daur

hidrogeologi tersebut dalam penggunaan konsep kerja untuk analisis dari berbagai

permasalahan, misalnya dalam manajemen serta pekerjaan pengelolan air.

1.2 Tujuan

Sesuai dengan judul dari makalah ini, terdapat dua permasalahan yang

ingin disampaikan dalam makalah ini, yaitu pemahaman tentang prinsip-prinsip

dasar ilmu hidrogeologi yang didasari juga dengan ilmu hidrologi serta

menerapkan prinsip-pinsip tersebut pada manajemen dan pekerjaan pengelolaan

air.

BAB II

METODE PENULISAN

Dalam pembuatan makalah ini, metode yang digunakan adalah metode

kepustakaan, yaitu dengan mengumpulkan data-data dari literatur-literatur dan

jurnal penelitian yang bersangkutan dengan Peran Ilmu Hidrogeologi dan

Aplikasinya pada Manajemen Serta Pekerjaan Pegelolaan Air. Selain itu

pengumpulan data juga di dapat dari pencarian informasi-informasi dari internet.

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Daur Hidrologi

Daur hidrologi secara alamiah yaitu menunjukkan gerakan air di

permukaan bumi. Selama berlangsungnya daur hidrologi, yaitu perjalanan air dari

permukaan laut ke atmofer kemudian ke permukaan tanah dan kembali lagi ke

laut yang tidak pernah habis tersebut, air tersebut akan tertahan (sementara) di

sungai, danau/waduk, dalam tanah sehingga dapat dimanfaatkan oleh manusia

atau makhluk lain.

Dalam daur hidrologi, energi panas matahari menyebabkan terjadinya

proses evaporasi di laut atau badan-badan air lainnya. Uap air tersebut akan

terbawa oleh angin melintasi daratan yang bergunung maupun datar, dan apabila

keadaan atmosfer memungkinkan, sebagian dari uap air tersebut akan turun

menjadi hujan.

Sebelum mencapai permukaan tanah, air hujan tersebut akan tertahan oleh

tajuk vegetasi. Sebagian dari air hujan tersebut akan tersimpan di permukaan

tajuk/daun selama proes pembasahan tajuk,dan sebagian lainnya akan jatuh ke

atas permukan tanah melalui sela-sela daun (throughfall) atau mengalir ke bawah

melalui permukaan batang pohon (stemflow). Sebagian kecil air hujan tidak akan

pernah sampai di permukaan tanah, melainkan terevaporasi kembali ke atmosfer

(dari tajuk) selama dan setelah berlangsungnya hujan (interception).

Air hujan yang dapat mencapai permukaan tanah, sebagian akan masuk

(terserap) ke dalam tanah (infilltration). Sedangkan air hujan yang tidak terserap

ke dalam tanah akan tertampung sementara dalam cekungan-cekungan permukaan

tanah (surface detention) untuk kemudian mengalir di atas pemukaan ke tempat

yang lebih rendah (runoff), untuk selanjutnya masuk ke sungai. Air infiltrasi akan

tertahan di dalam tanah oleh gaya kapiler yang selanjutnya akan membentuk

kelembaban tanah. Apabila tingkat kelembaban air tanah telah cukup jenuh maka

air hujan yang baru masuk ke dalam tanah akan bergerak secara lateral

(horisontal) untuk selanjutnya pada tempat tertentu akan keluar lagi ke permukaan

tanah (subsurface flow) dan akhirnya mengalir ke sungai. Alternatif lainnya, air

hujan yang masuk ke dalam tanah tersebut akan bergerak vertikal ke tanah yang

lebih dalam dan menjadi bagian dari air tanah (groundwater). Air tanah tersebut,

terutama pada musim kemarau, akan mengalir pelan-pelan ke sungai, danau atau

tempat penampungan air alamiah lainnya.

Tidak semua air infiltrasi (air tanah) mengalir ke sungai atau danau,

melainkan ada sebagian air infiltrasi yang tetap tinggal dalam lapisan tanah bagian

atas (top soil) untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer melalui permukaan

tanah (evaporation) dan melalui permukaan tajuk vegetasi (transpiration)

(Asdak,1995).

Gambar 1. Daur Hidrologi (Sumber: Asdak,1995)

Terdapat perbedaan yang cukup besar antara air tanah dengan air

permukaan. Hal ini disebabkan oleh kandungan berbagai zat, baik yang terlarut

maupun yang tersuspensi dalam perjalanan menuju ke laut. Air permukaan yang

terkumpul dalam danau atau waduk mengandung nutrisi penting untuk

pertumbuhan ganggang. Air permukaan yang mengandung bahan organik mudah

terurai dalam konsentrasi tinggi secara normal akan mengandung bakteri dalam

jumlah tinggi pula yang mempunyai pengaruh cukup besar terhadap kualitas air

permukaan (Achmad,2004).

3.2 Infiltrasi

Infiltrasi adalah perjalanan air masuk ke dalam tanah. Perkolasi

merupakan proses kelanjutan perjalanan air tersebut ke tanah yang lebih dalam.

Dengan kata lain, infiltrasi adalah perjalanan air ke dalam tanah sebagai akibat

gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi (gerakan air ke arah

vertikal). Air infiltrasi yang tidak kembali lagi ke atmosfer melalui proses

evapotranspirasi akan menjadi air tanah untuk seterusnya mengalir ke sungai di

sekitarnya. Meningkatkan kecepatan dan luas wilayah infiltrasi dapat

memperbesar debit aliran selama musim kemarau yang adalah penting untuk

memasok kebutuhan air pada saat kritis tersebut, untuk pengenceran kadar

pencemaran air sungai, dan berbagai keperluan lainnya.

Proses infiltrasi, dengan demikian, melibatkan tiga proses yang saling

tidak tergantung :

a. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah.

b. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah.

c. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping, dan atas).

Meskipun tidak saling tergantung, ketiga proses tersebut diatas saling

terkait. Uraian tersebut di atas menunjukkan bahwa besarnya laju infiltrasi pada

tanah tidak bervegetasi tidak akan pernah melebihi laju intensitas hujan. Untuk

wilayah berhutan, besarnya laju infiltrasi tidak akan pernah melebihi laju

intensitas curah hujan efektif.

Proses infiltrasi dipengaruhi beberapa faktor, antara lain, tekstur dan

struktur tanah, persediaan awal (kelembaban awal), kegiatan biologi dan unsur

organik, jenis dan kedalaman seresah, dan tumbuhan bawah atau tajuk penutup

tanah lainnya. Tanah remah akan memberikan kapasitas infiltrasi lebih besar

daripada tanah liat. Tanah dengan pori-pori jenuh air mempunyai kapasitas lebih

kecil dibandingkan tanah dalam keadaan kering. Sementara sistem perakaran

vegetasi dan seresah yang dihasilkan dapat membantu menaikkan permeabilitas

tanah, dan dengan demikian, meningkatkan laju infiltrasi. Secara teoritis, bila

kapasitas infiltrasi tanah diketahui, volume air larian dari suatu curah hujan dapat

dihitung dengan cara mengurangi besarnya curah hujan dengan air infiltrasi

ditambah dengan air oleh cekungan permukaan tanah (surface detention) dan air

intersepsi.

Laju infiltrasi ditentukan oleh :

a. Jumlah air yang tersedia di permukaan tanah.

b. Sifat permukaan tanah.

c. Kemampuan tanah untuk mengosongkan air di atas permukaan tanah.

Dari ketiga unsur tersebut diatas, ketersediaan air (kelembaban tanah)

adalah yang terpenting karena ia akan menentukan besarnya tekanan potensial

pada permukaan tanah.

Ada tiga cara untuk menentukan besarnya infiltrasi, yakni :

a. Menentukan beda volume air hujan buatan dengan volume air larian pada

percobaan laboratorium menggunakan simulasi hujan buatan.

b. Menggunakan alat infiltrometer.

c. Teknik pemisahan hidrograf aliran dari data alian air hujan (Asdak,1995).

Gambar 2. Kurva infiltrasi dan curah hujan untuk menghitung air larian (Asdak,1995).

3.4 Hidrogeologi dan Air Tanah

Hidrogeologi (hidro- berarti air, dan -geologi berarti ilmu mengenai

batuan) merupakan bagian dari hidrologi yang mempelajari penyebaran dan

pergerakan air tanah dalam tanah dan batuan di kerak Bumi (umumnya dalam

akuifer). Istilah geohidrologi sering digunakan secara bertukaran. Beberapa

kalangan membuat sedikit perbedaan antara seorang ahli hidrogeologi atau ahli

rekayasa yang mengabdikan dirinya dalam geologi (geohidrologi), dan ahli

geologi yang mengabdikan dirinya pada hidrologi (hidrogeologi) (Anonim,2009).

Hidrologi air tanah adalah pengetahuan mengenai tejadinya distribusi dan

gerakan air tanah di bawah pemukaan tanah. Geohidrologi mempunyai konotasi

identik dengan hidrologi air tanah, sedangkan hidrogeologi lebih banyak

mempunyai penekanan pada geologinya.

Yang dimaksud dengan air tanah adalah air yang menempati rongga-

rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak di bawah permukaan

air tanah dinamakan daerah jenuh (saturated zone), sedangkan daerah tidak jenuh

terletak di atas daerah jenuh sampai ke permukaan tanah, yang rongga-rongganya

berisi air dan udara. Karena air tersebut meliputi kelembaban tanah (soil moisture)

dalam daerah perakaran (root zone), maka air mempunyai arti yang sangat penting

bagi pertanian, botani dan ilmu tanah. Antara daerah jenuh dan daerah tidak jenuh

tidak ada garis batas yang tegas , karena keduanya mempunyai batas

interdependen, di mana air dari kedua daerah tersebut dapat bergerak ke daerah

yang lain atau sebaliknya (Soemarto,1995).

Secara global, dari keseluruhan air tawar yang berada di planet bumi ini

lebih dari 97 % terdiri atas air tanah. Air tanah dapat di jumpai di hampir semua

tempat di bumi. Ia dapat di temukan di bawah gurun pasir yang paling kering

sekalipun, demikian juga di bawah tanah yang membeku karena tertutup lapisan

salju atau es. Sumbangan terbesar air tanah berasal dari daerah arid dan semi-arid

serta daerah lain yang mempunyai formasi geologi paling sesuai untuk

penampungan air tanah. Dengan semakin berkembangnya industri (agro dan non-

agro industri) serta pemukiman dengan segala fasilitasnya seperti lapangan golf,

kolam renang, maka ketergantungan aktivitas manusia pada air tanah menjadi

semakin terasakan. Namun demikian, patut disayangkan bahwa untuk memenuhi

kebutuhan air tanah yang semakin meningkat tersebut, cara pengambilan air tanah

seringkali tidak sesuai dengan prinsip-prinsip hidrologi yang baik sehingga

seringkali menimbulkan dampak negatif yang serius terhadap kelangsungan dan

kualitas sumber daya air tanah.

Dalam membahas air tanah, selain permukaan tanah yang ikut

mempengaruhi proses terbentuknya air tanah, ada faktor yang tidak kalah

pentingnya dalam mempengaruhi proses terbentuknya air tanah. Faktor tersebut

adalah formasi geologi dan oleh karenanya penting untuk dipelajari

karakteristiknya. Formasi geologi adalah formasi batuan atau material lain yang

berfungsi menyimpan air tanah dalam jumlah besar. Dalam membicarakan proses

1

1

pembentukan air tanah, formasi geologi tersebut dikenal sebagai akifer (aquifer).

Dengan demikian, akifer pada dasarnya adalah kantong air yang berada di dalam

tanah.

Dalam menentukan kesesuaian formasi geologi untuk tujuan pengisian air

tanah, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, terutama tipe akifer,

karakteristik zona tanah tidak jenuh, dan juga kaakteristik zona tanah jenuh.

Untuk studi kelayakan atau penelitian yang menekankan poentingnya proses dan

mekanisme pengisian air tanah, karakteistik formasi geologi atau akifer yang

relevan untuk dipelajari adalah :

a. Tipe formasi batuan, karena jenis batuan akan menetukan tingkat

permeabilitas akifer.

b. Kondisi tekanan hidrolik dalam tanah, yakni untuk menetukan apakah air

tanah berada di zona bebas atau zona terkekang.

c. Kedalaman permukaan potensiometrik di bawah permukaan tanah,

terutama di sekitar daerah pelepasan atau pengambilan air (Asdak,1995).

Di Indonesia, potensi air tanah tersebar pada 224 cekungan air tanah

(groundwater basin), sebagaimana disajikan pada Gambar 3. (A), dengan potensi

cadangan sebesar 4,7 milyar m3/tahun. Air hujan menjadi faktor penting sebagai

imbuhan air tanah. Karakteristik Indonesia yang beriklim tropis memiliki keadaan

musim hujan dan musim kemarau yang telah diteliti oleh Oldeman dan Frere

(1982) sebagaimana pada Gambar 3. (B) dan 3.(C). Suatu cekungan air tanah

dicirikan oleh kondisi geologi dan hidrologi tertentu, membentuk berbagai

tipologi sistem akifer berikut ini (Gambar 4.(1) – 4.(4)): (1) sistem akifer endapan

gunung api; (2) sistem akifer batuan sedimen terlipat; (3) sistem akifer endapan

aluvial sungai; dan (4) sistem akifer batuan kristalin. Suatu sistem akifer dapat

mempunyai bentuk tubuh air berupa mata air yang kehadirannya dikendalikan

oleh topografi, jenis litologi, struktur perlapisan, dan struktur patahan

sebagaimana klasifikasi penamaan mata air oleh Fetter (1994) (Gambar 4. (5));

dan dapat pula air tanah berada pada akifer bebas atau akifer tertekan (Puradimaja,

2006).

1

1

Gambar 3. Peta sebaran cekungan air tanah sebanyak 224 cekungan di Indonesia (A) dan

kondisi musim hujan di bulan Januari (B) dan musim kemarau di bulan Juli (C)

(Puradimaja, 2006).

A

B

C

1

1

2

34

Gambar 4. Model ideal tipologi sistem akifer di Indonesia (1) sistem akifer endapan

gunung api; (2) sistem akifer batuan sedimen terlipat; (3) sistem akifer endapan aluvial

sungai; (4) sistem akifer batuan kristalin; (5) Beberapa tipe mata air yang didasarkan

pada kontrol geologi (baik struktur maupun litologi) dan topografi (Puradimaja, 2006).

Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai terjadinya air tanah,

hubungan air-tanah serta gerakan air tanah tersebut.

3.3.1 Terjadinya Air Tanah

Untuk menguraikan terjadinya air tanah di perlukan peninjauan kembali

bagaimana dan di mana air tanah tersebut berada. Distribusinya di bawah

permukaan tanah dalam arah vertikal dan horisontal harus dimasukkan dalam

pertimbangan. Zona geologi yang sangat mempengaruhi air tanah, dan strukturnya

dalam arti kemampuannya untuk menyimpan dan menghasilkan air harus

diidentifikasikan. Dengan anggapan bahwa kondisi hidrologi menyediakan air

kepada zona bawah tanah, maka lapisan-lapisan bawah tanah akan melakukan

distribusi dan mempengaruhi gerakan air tanah, sehingga peranan geologi

terhadap air tanah akan diabaikan.

Hampir semua air tanah dapat dianggap sebagai bagian dari daur

hidrologi, termasuk air permukaan dan air atmosfer. Sejumlah kecil air tanah yang

berasal dari sumber lain dapat pula masuk ke dalam daur tersebut. Air connate

adalah air yang terperangkap dalam rongga-rongga batuan sedimen pada saat

diendapkan. Air tersebut dapat berasal dari air laut atau air tawar, dan bermineral

tinggi. Air yang berasal dari magma gunung berapi atau kosmik yang bercampur

5

dengan air terestik dinamakan air juvenil. Dilihat menurut sumbernya, air juvenil

dapat disebut air magma, air vulkanik atau air kosmik (Soemarto,1995).

Air tanah terbentuk berasal dari air hujan dan air permukaan , yang

meresap (infiltration) mula-mula ke zona tak jenuh (zone of aeration) dan

kemudian meresap makin dalam (percolation) hingga mencapai zona jenuh (zone

of saturation) dan menjadi air tanah. Tergantung pada kedudukannya terhadap

muka tanah setempat, air tanah dapat dikatakan air tanah dangkal ataupun air

tanah dalam. Air tanah dangkal terletak dekat permukaan, sementara air tanah

dalam terletak jauh di bawah permukaan. Dangkal dapat diartikan pada

kedudukan kurang dari 40 m (angka ini tergantung kesepakatan) di bawah muka

tanah setempat, sedangkan kedudukan dalam lebih dari angka tersebut

(Soetrisno,2002) Di daerah yang dapat di jangkau oleh akar tumbuh-tumbuhan, yang

berkisar antara 30 kaki (10 m) di bawah permukaan tanah, terdapat air tanih (soil

water), yang berfluktuasi karena tumbuh-tumbuhan menghabiskan kelembaban di

antara tenggang hujan. Di atas muka air tanah (water table), kelembaban akan

naik akibat kapilaritas ke dalam jumbai kapiler (capillary fringe), yang rentangan

vertikalnya mungkin mencapai beberapa inci sampai beberapa kaki tergantung

pada ukuran pori-pori bahan yang ada dalam tanah. Bila muka air tanahnya dekat

dengan permukaan tanah, jumbai kapiler dan daerah kelembaban -tanah mungkin

saling tumpang tindih, tetapi bila muka air tanahnya dalam, maka terdapat suatu

daerah peralihan (intermediate) di mana kadar kelembabannya konstan pada

kapasitas lapangan dari tanah dan batuan daerah itu (Linsley,1989).

Gambar 5. Penampang lintang skematis yang memperlihatkan terjadinya air tanah

(Linsley,1989).

3.3.2 Gerakan Air Tanah

Perbedaan potensi kelembaban total dan kemiringan antara dua titik/lokasi

dalam lapisan tanah dapat menyebabkan gerakan air dalam tanah. Air bergerak

dari tempat dengan potensi kelembaban tinggi ke tempat dengan potensi

kelembaban yang lebih rendah. Selanjutnya air akan bergerak mengikuti lapisan

(lempengan) formasi geologi sesuai dengan arah kemiringan lapisan formasi

geologi tersebut. Kelembaban 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. Oleh pengaruh energi panas

matahari, air juga dapat bergerak kearah permukaan tanah, sampai tiba gilirannya

menguap ke udara (proses evaporasi) (Asdak,1995).

Gerakan air tanah sendiri dikuasai oleh prinsip-prinsip hidrolika yang telah

tersusun baik. Terhadap aliran air tanah lewat akifer, yang pada umumnya

merupakan media tiris, dapat diberlakukan hukum DARCY yang sangat terkenal.

Permeabilitas, yang merupakan ukuran kemudahan aliran lewat media tersebut,

merupakan kanstanta penting dalam persamaan aliran. Penentuan besarnya

permeabilitas secara langsung dapat dilakukan melalui pengukuran-pengukuran di

lapangan atau di laboratorium. Informasi mengenai gerakan air tanah dapat

diperoleh dengan memberikan suatu zat ke dalam aliran yang kemudian dirumus

dalam ruang dan waktu. Dari hukum DARCY dan persamaan kontinuitas

persamaan umum aliran air tanah dapat dicari (Soemarto,1995).

Pada tahun 1856, DARCY menegaskan kemamputerapan prinsip-prinsip

aliran fluida dalam tabung kapiler, yang telah dikembangkan beberapa tahun

sebelumnya oleh Hagen dan Poiseuille, pada aliran air dalam media permeabel.

Hukum DARCY adalah :

V = KS

Dimana V adalah kecepatan aliran, S kelandaian gradien hidrolik, dan K adalah

suatu koefisien yang mempunyai satuan V (kaki per hari atau meter per hari)

(Linsley,1989).

Kombinasi gaya gravitasi bumi (Z) dengan tekanan potensial (P) lazim

disebut tinggi-energi hidrolik (hydraulic head). Perbedaan tinggi-energi hidrolik

H antara dua tempat sering ditulis sebagai dH. Apabila nilai perbedaan tersebut

diwujudkan dalam satuan panjang, maka ia akan ditulis dH/L dan disebut

gradient-hidrolik (hydraulic gradient). Gradien-hidrolik merupakan tenaga

pendorong gerakan air dalam tanah. Oleh adanya hujan yang terputus, evaporasi,

dan buangan air di lapangan, maka akan selalu ada tenaga pendorong gerakan air

tanah. Untuk dapat memprakirakan laju gerakan air dalam tanah, diperlukan

tambahan informasi luas penampang melintang (A) daerah yang akan dilalui air

tanah serta faktor konduktivitas-hidrolik (K) yang merupakan karakteristik tanah.

Menurut hukum DARCY :

Kecepatan Air (V) = (permeabilitas) x (tenaga pendorong)

V = K (dH/L)

K adalah konduktivitas hidrolik (L/T). Bila kedua sisi persamaan diatas masing-

masing dikalikan luas penampang melintang A, maka volume per satuan waktu (q)

menjadi :

q = AV = AK (dH/L)

satuan q adalah L3/T dan persamaan diatas berlaku untuk tanah jenuh. Hukum

DARCY juga dapat digunakan untuk menghitung besarnya aliran air dalam tanah

tidak jenuh. Proses perhitungan aliran air pada tanah tidak jenuh lebih rumit

karena nilai K tidak hanya tergantung pada ukuran pori-pori tanah, tapi juga pada

keadaan kelembaban tanah (0V). Untuk keadaan tanah tidak jenuh, persaman

tersebut diatas menjadi :

q = AK (0V) (dH/L)

Nilai K (0V) bervariasi dari 50 cm/hari pada tanah basah sampai 0,001 cm/hari

pada keadaan Permanent Wilting Point (PWP) (Asdak,1995).

3.4 Aplikasi Pekerjaan Pengelolaan Air Tanah

Dalam merencanakan pengelolaan air tanah, perlu persiapan yang meliputi

teknik pengambilan air tanah yang bagaimana yang akan dilakukan, informasi

hidrogeologi, peta dan laporan-laporan geologi, peta topografi, data meteorologi

dan hidrologi di daerah yang akan dimanfaatkan air tanahnya. Selain data

sekunder tersebut di atas, perlu juga dilakukan pengamatan lapangan, terutama

pada akhir musim kemarau, untuk mendapatkan informasi tentang penyebaran

akifer, lokasi sumber atau mata air, kedalaman tinggi permukaan air tanah, debit

air tanah, dan kualitas air tanah di daerah kajian. Adakalanya, dimungkinkan

untuk menyiapkan peta hidrogeologi berdasarkan pengamatan pertumbuhan

vegetasi dan keadaan sumber air yang ada di daerah kajian. Pada kasus lain,

diperlukan alat bor tanah. Hal yang terakhir ini umumnya diperlukan apabila di

daerah tersebut direncanakan eksploitasi air akifer dalam skala besar. Untuk itu

pengetahuan tentang permeabilitas hidrolik dan karakteristik kapasitas simpan air

tanah menjadi penting untuk diketahui (Asdak,1995).

Pengelolaan air tanah menjadi penting dalam beberapa tahun terakhir ini

sehubungan dengan telah terjadi kesulitan dalam upaya pemenuhan kebutuhan air

pada musim kemarau yang melebihi empat bulan per tahun yang diharapkan

sebagai alternatif untuk pemenuhan kebutuhan air bagi kebutuhan sehari-hari,

pertanian dan industri. Rasio kebutuhan air di setiap provinsi dibandingkan

dengan ketersediaan air permukaan khususnya air sungai telah diteliti oleh Dirjen

Pengairan (1990) dalam P3WK LPITB (1994). Provinsi yang memiliki kebutuhan

air melebihi ketersediaan aliran rata-rata (rasio lebih dari 1) adalah Jawa Barat

(1,2), Jawa Tengah (1,3), Jawa Timur (1,6), dan Bali (1,3). Keadaan ini menjadi

tantangan untuk pemenuhan kebutuhan air yang berasal dari air tanah.

Sampai saat ini pengelolaan air tanah di Indonesia masih menggunakan

paradigma lama yang bersifat konvensional yaitu pengelolaan air tanah hanya

berdasarkan pengelolaan sumur produksi (well management) tanpa

memperhatikan akifer secara rinci. Walaupun demikian, ada indikasi dimulainya

pengelolaan air tanah berbasis cekungan tetapi masih bersifat administratif.

Pendekatan konvensional well management ini memiliki banyak kelemahan yang

mendasar antara lain:

a) tidak mengetahui potensi nyata setiap akifer yang dieksploitasi,

b) tidak dapat mengoptimumkan eksploitasi airtanah setiap akifer,

c) tidak dapat melakukan pengendalian kualitas airtanah pada sumur produksi,

d) tidak dapat mengendalikan perubahan lingkungan bawah permukaan

misalnya pencemaran airtanah, amblesan tanah, dan eksploitasi airtanah

yang berlebih.

Paradigma baru pengelolaan air tanah berbasis akifer (aquifer based

management) yaitu bahwa pengelolaan airtanah harus spesifik berbasis akifer dan

pengelolaan lingkungannya. Lingkungan yang dimaksud adalah kawasan imbuhan

(recharge area) dan kawasan keluaran (discharge area). Dengan demikian

pengelolaan, proteksi, konservasi dan pengendalian air tanah dapat dilakukan

secara sistemik, spesifik pada sistem akifer tertentu, terukur serta sesuai fungsi

kebutuhan dan waktu dengan prinsip nir aliran permukaan buatan atau

mempertahankan besaran infiltrasi / imbuhan alami. Selanjutnya, Implementasi

paradigma baru memerlukan kepatuhan terhadap urutan lima tahap kegiatan yang

harus dilaksanakan secara berkesinambungan, yaitu:

(1) Tahap Eksplorasi

Meliputi kegiatan identifikasi akifer untuk mengetahui jenis dan sistem

akifer beserta parameter hidrolik akifer, potensi dan sifat tata aliran air

tanah;

(2) Tahap Investigasi

Meliputi kegiatan evaluasi potensi nyata air tanah yang dapat diekploitasi

dari setiap akifer dalam suatu sistim cekungan hidrogeologi, kerentanan

terhadap polusi, disain dan material konstruksi sumur bor/bangunan air

yang dibutuhkan, debit rekomendasi yang diijinkan dan kendalanya, siklus

periode pengambilan air tanah setiap hari, jenis pompa dan sistim

pengendalian yang diperlukan, atau jenis penurapan air bila berupa mata

air, serta mampu mengkaji tata aliran air pada suatu akifer, seperti

dijelaskan pada ;

(3) Tahap Konservasi

Upaya konservasi memiliki tujuan untuk mempertahankan besaran dan

kualitas imbuhan ke setiap akifer yang diambil airnya melalui rekayasa

teknis atau kombinasi dengan rekayasa vegetatif. Pada tahapan ini fokus

perhatian kepada kawasan imbuhan (recharge area) air tanah dan

pengendalian bagi kawasan pengambilan (discharge area) sesuai sifat

imbuhan tata airnya. Dengan demikian meresapkan air harus kedalam

akifer yang dituju. Metoda simulasi aliran air tanah sangat membantu pada

tahap ini.

(4) Tahap Optimasi

Meliputi kegiatan evaluasi besaran debit eksploitasi yang

direkomendasikan dan dampak terhadap sumur bor yang ada disekitarnya

baik terhadap sumur eksploitasi yang telah ada maupun sumur eksploitasi

yang diperkirakan akan ada di masa mendatang.

(5) Tahap Eksploitasi

Meliputi kegiatan eksploitasi air tanah dengan menggunakan teknologi

yang tepat, sesuai rencana kebutuhan, dan distribusi air tanah mengacu

kepada hasil tahap investigasi, tahap perancangan konservasi dan tahap

optimasi. (Puradimaja, 2006).

Keutuhan lima tahapan berikut urutannya sebagaimana disajikan di atas

belum pernah dilakukan di Indonesia

Aplikasi lainnya yaitu pada Waduk persediaan air. Dimana waduk ini

menyimpan air dalam periode berlebih untuk digunakan pada saat periode

kekurangan. Airnya mungkin digunakan bagi keperluan persedian air kota, irigasi,

pembangkit listrik tenaga air, atau penggunaan lain. Untuk semua keperluan

tersebut, pendekatan hidrologi dan hidrogeologi yang dipakai pada hakikatnya

adalah sama saja, perbedaannya hanya terletak pada perkiraan atas jumlah

persediaan air yang dipelukan. Analisisnya dapat dilakukan dengan menentukan

hasil tetap atau hasil rata-rata atau keandalannya di mana dengan hal tersebut

suatu kebutuhan spesifik dapat dicapai. Hasil tetap (firm yield) adalah hasil

minimum selama umur waduk. Hasil rata-rata (average yield) adalah nilai rata-

rata aritmatik dari hasil yang tersedia pada tiap tahun umur proyek.

Langkah pertama dalam analisis suatu waduk adalah penentuan kurva

elevasi-luas dan kurva elevasi-volume untuk lokasi yang bersangkutan. Dalam

menggunakan peta-peta, harus diperhatikan tentang skala dan interval konturnya,

sehingga memadai bagi penentuan luas dan kapasitas waduk secara akurat. Juga

perlu untuk mendapatkan suatu perkiraan tentang hasil yang dibutuhkan guna

mencapai tujuan waduk yang bersangkutan.. Yang terakhir, biasanya penting

untuk memperkirakan simpanan yang dapat dipakai (usable storage). Faktor lain

kadang juga berpengaruh (Linsley,1989).

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Daur hidrologi secara alamiah yaitu menunjukkan gerakan air di

permukaan bumi. Selama berlangsungnya daur hidrologi, yaitu perjalanan air dari

permukaan laut ke atmosfer kemudian ke permukaan tanah dan kembali lagi ke

laut yang tidak pernah habis tersebut, air tersebut akan tertahan (sementara) di

sungai, danau/waduk, dalam tanah sehingga dapat dimanfaatkan oleh manusia

atau makhluk lain.

Hidrologi air tanah adalah pengetahuan mengenai tejadinya distribusi dan

gerakan air tanah di bawah pemukaan tanah. Geohidrologi mempunyai konotasi

identik dengan hidrologi air tanah, sedangkan hidrogeologi lebih banyak

mempunyai penekanan pada geologinya.

Dalam membahas air tanah, selain permukaan tanah yang ikut

mempengaruhi proses terbentuknya air tanah, ada faktor yang tidak kalah

pentingnya dalam mempengaruhi proses terbentuknya air tanah. Faktor tersebut

adalah formasi geologi yaitu formasi batuan atau material lain yang berfungsi

menyimpan air tanah dalam jumlah besar. Dalam membicarakan proses

pembentukan air tanah, formasi geologi tersebut dikenal sebagai akifer (aquifer).

Dalam merencanakan pengelolaan air tanah, perlu persiapan yang

meliputi teknik pengambilan air tanah yang bagaimana yang akan dilakukan,

informasi hidrogeologi, peta dan laporan-laporan geologi, peta topografi, data

meteorologi dan hidrologi di daerah yang akan dimanfaatkan air tanahnya.

4.2 Saran

Dalam pengelolan air tanah, hendaknya kita harus memperhatikan keadaan

geologi daerah tempat pengelolaan air tersebut, serta informasi hidrogeologi, peta

dan laporan-laporan geologi, peta topografi, data meteorologi dan hidrologi di

daerah yang akan dimanfaatkan air tanahnya. Hal ini penting kita ketahui agar

dalam pengelolaan air tanah tersebut tidak merusak struktur geologi yang ada

serta tidak merusak lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Andi

Anonim. 2009. Bidang-Bidang Ilmu Geografi.

http://bimocb914.blogspot.com/2009/08/bidang-bidang-ilmu geografi.html

diakses tanggal 18 september 2009

Asdak,Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.

Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Linsley, R.K., Kohler, M.A. & Paulhus, Joseph.1982. Hidrologi untuk Insinyur.

Terjemahan oleh Yandi Hermawan. 1989. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Puradimaja, Deny Juanda. 2006. Hidrogeologi Kawasan Gunung api dan Karst

di Indonesia.

http://blog.fitb.itb.ac.id/denyjuanda/wp-

content/uploads/2009/09/buku-pidato-guru-besar-deny-jp.pdf

diakses tanggal 30 september 2009

Soemarto,C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Soetrisno. 2002. Aspek Hukum dan Kelembagaan Pengelolaan Air Tanah dalam

Penyelenggaraan Otonomi Daerah.

http://74.125.153.132/search?

q=cache:jFN1UDLoKKEJ:www.geocities.com/Eureka/Gold/1577/hukum

_at_otda.pdf+pdf,peran+ilmu+hidrogeologi+pada+manajemen+air&cd=9

&hl=id&ct=clnk&gl=id&client=firefox-a

diakses tanggal 25 september 2009