METODE PENENTUAN GEOMETRI
AKUIFER & POTENSI AIRTANAH
Eksplorasi & Pengelolaan Airtanah
Herry Riswandi, ST, MT
Faktor-faktor Pembentukkan Akuifer
dan Potensi Airtanah
Dinamika proses pembentukkan akuifer dan karakteristik airtanah dipengaruhi oleh:
1. Genesis yang menunjukkan kronologi geomorfologi masa
lampau yng mempengauhi pembentukan bentang lahan
2. Lingkungan pengendapan tempat batuan dasar terendapkan
3. Komposisi mineral penyusun akuifer
4. Proses dan polapergerakkan airtanah di dalam akuifer
5. Lamanya airtanah tinggal dalam akuifer atau terjebak pada
suatu lapisan batuan (stratigrafi) penyusun akuifer)
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
Geometri Cekungan Akuifer, dengan cara:
1. Penentuan batas lateral cekungan
airtanah berikut tipenya; dan
2. Penentuan batas vertikal bagian atas dan
bagian bawah cekungan airtanah.
Konfigurasi Sistem Akuifer
Konfigurasi sistem akuifer ditentukan dengan prosedur:
1. Penentuan sebaran lateral akuifer dan nonakuifer disajikan
dalam suatu bentuk peta tematik.
2. Penentuan sebaran vertikal akuifer dan nonakuifer yang
mempunyai karakteristik hidraulika yang relatif sama, seperti
muka airtanah, yang dikelompokan dalam satu sistem
(akuifer dan nonakuifer), dengan cara:
1. Membuat penampang hidrogeologi
2. Menentukan kedalaman bagian atas sistem akuifer
3. Menentukan kedalaman bagian bawah sistem akuifer
3. Penentuan model konseptual sistem akuifer berdasarkan butir
1 dan 2 di atas untuk memudahkan di dalam perhitungan
neraca air pada cekungan airtanah tersebut.
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
Umumnya digunakan metode pendugaan geolistrik (geo-electric sounding) yang dikorelasikan dengan
beberapa data bor terkait.
Meliputi; tipe akuifer; material penyusun; dan ketebalan akuifer, secara sistematis dapat dianalisis berdasarkan
model hidrostatis akuifer.
Analisis stratigrafi batuan dan tipe akuifer didassarkan pada pendugaan geolistrik yang dilakukan sesuai
dengan jalur dalam peta dasar.
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
Hidrostratigrafi akuifer merupakan salahsatu cara untuk menggambarkan susunan dan sistem pelapisan material
penyusun akuifer bebas, termasuk informasi kondisi dan
keterdapatan airtanah bebas.
Metode analisis yang diterapkan adalah inverse modelling
Data yang diperlukan adalah tahanan jenis (resistivity) yang diinterpretasikan dengan teknik numerikal.
Syarat dapat dilakukannya pendugaan geolistrik apabila morfologi permukaan relatif seragam, akuifer dalam
kondisi homogen, dan arah bentangan elektroda tegak lurus
terhadap arah aliran airtanah bebas.
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
1. Analisis genesis dan pemetaan bentuk lahan (Peta
Topografi, Peta Rupa Bumi, Peta Geologi, Citra landsat
TM Komposit 457)
LERENG
(%)
BEDA TINGGI
(METER) UNIT RELIEF TOPOGRAFI
0 3
3 8
8 15
15 30
30 45
45 65
65
0 5
5 25
25 75
50 200
200 500
500 1000
1000
Datar
Landai/ Berombak
Bergelombang/agak
miring
Miring
Agak Curam
Curam
Sangat Curam
Dataran
Dataran berombak
Kaki lereng
Perbukitan rendah
Perbukitan terkikis agak curam
Pegunungan terkikis lereng curam
Pegunungan terkikis lereng sangat
curam
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
2. Pemetaan Zonasi Airtanah Bebas (DHL)
a. DHL Rendah (< 1200 mmhos/cm) airtanah tawar
b. DHL Sedang (1200 2500 mmhos/cm) airtanah payau
c. DHL Tinggi (2500 4500 mmhos/cm) airtanah asin
d. DHL Sangat Tinggi (> 4500 mmhos/cm) airtanah sangat asin
3. Pemetaan Pola Aliran Airtanah (Kontur airtanah)
a. Groundwater flow pattern (three point problem)
b. Hydraulic head
c. Linier interpolation
d. Flownet
e. Recharge & discharge
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
4. Rekonstruksi Hidrostratigrafi Akuifer
I
V
a
L
C C P P
I Ampere meter P Elektroda Potensial
V Volt meter L Jarak Elektroda Arus
C Elektroda Arus a Jarak Elektroda Ppotensial
Tahanan Jenis Semu ()
= .
Penentuan Geometri Cekungan Akuifer
& Konfigurasi Sistem Akuifer
4. Rekonstruksi Hidrostratigrafi Akuifer
Material Resistivity
(Ohm meter)
Konduktivitas
(Siemen / meter)
Batuan Beku & Metamorf
Granit
Basalt
Slate
Marble
Kuarsite
5 x 103 106
103 106
6 x 102 4 x 107
102 2,5 x 108
102 2 x 108
10-6 2 x 10-4
10-6 10-3
2,5 x 10-8 1,7 x 10-3
4 x 10-9 10-2
5 x 10-9 10-2
Batuan Sedimen
Batuan yang mengandung unsur atau senyawa kimia tertentu
Batuan yang mengandung Tanah & Air
Penentuan Parameter Akuifer
1. Koefisien kelulusan (K) suatu akuifer yang dapat ditentukan berdasarkan:
Uji lapangan melalui uji pompa (pumping test slug test / shallow dug well recovery)
Metode deduktif dilakukan dengan memperhatikan macam, sifat-sifat fisik, dan tekstur utama batuan, yang dibandingkan dengan nilai kelulusan
2. Koefisien Keterusan (T) akuifer yang dapat ditentukan dengan:
Uji lapangan melalui uji pompa (pumping test)
Metode gabungan (deduktif & analisis dengan mengalikan K hasil deduksi dengan ketebalan akuifer
K = ()
/ T = K . D = m/hari
T = Koefisien transmisibilitas
Penentuan Jumlah & Ketersediaan
Airtanah
Paramter:
a. Imbuhan aitanah ke dalam akuifer diperkirakan secara kuantitatif, dengan metode persentase curah hujan
b. Aliran airtanah hukum Darcy
c. Debit optimum setiap sistem akuifer, dengan cara:
Uji pompa, mengetahui debit optimum (Qopt) dan debit jenis (Qs)
Estimasi kuantitatif Qopt areal pada suatu cekungan airtanah pada setiap sistem akuifer:
Penentuan ketebalan (D)
Penentuan koefisien kelulusan (K)
Penentuan debit jenis (Qs)
Penentuan debit optimum (Qopt) sampai kedudukan kritis
d. Penentuan jarak minimum antar sumur
Penentuan Jumlah & Ketersediaan
Airtanah
Kondisi / Formasi Geologi Imbuhan Rf (%)
Vulkanik muda
Vulkanik tua sedimen campuran sedimen muda
Sedimen napal dan indurated rock
Batugamping
30 150
15 25
5
30 50
Persentase imbuhan airtanah dari curah hujan rerata tahunan berdasar kondisi geologi
Besarnya imbuhan pada akuifer dapat dihitung dengan:
RC = P . A . Rf (%)
RC besarnya imbuhan (m3/tahun)
P curah hujan rerata tshunsn (Isohyet atau polygon Thiessen)
A Luas area / tadah hujan (m2) tidak termasuk sawah irigasi
Rf Persentase imbuhan berdasa kondisi geologi
Penentuan Jumlah & Ketersediaan
Airtanah
Perhitungan ketersediaan airtanah (metode statis / dinamis) Jika airtanah dianggap diam, maka dihitung berdasarkan; tebal aquifer, hasil jenis
(spesific yield) menurut komposisi materi penyusun akuifer, dan luas masing-
masing zona potensi airtanah
Ketersediaan airtanah pada akuifer dapat dihitung dengan:
H = A . Da . Sy
H ketersediaan airtanah (m2)
A luas zona potensi airtanah (m2)
Da ketebalan rerata akuifer (m)
Sy hasil jenis (%)
Hasil jenis (Sy) adalah kemampuan suatu akuifer untuk menyimpan dan
memberikan sejumlah air dalam kondisi alami, tergantung sifat fisik batuan
penyusun akuifer (tekstur dan struktur batuan)
Penentuan Jumlah & Ketersediaan
Airtanah
Untuk menjaga keseimbangan antara ketersediaan airtanah bebas dengan jumlah penurapan, maka perlu diketahui volume penurapan aman, yang dihitung
berdasarkan besarnya fluktuasi rerata tahunan.
Hasil aman penurapan airtanah pada akuifer dapat dihitung dengan:
Ha = A . F . Sy
Ha hasil aman penurapan airtanah (m2)
A luas zona potensi airtanah (m2)
F fluktuasi rerata tahunan (m)
Sy hasil jenis (%)
Penentuan Jumlah & Ketersediaan
Airtanah
Airtanah dalam akuifer mengalir dengan kecepatan tertentu (dinamis) Hukum Darcy dapat diaplikasikan menghitung ketersediaan airtanah Ketersediaan airtanah sangat ditentukan oleh besarnya debit aliran airtanah dalam
akuifer
Debit airtanah pada akuifer dapat dihitung dengan:
Q = K . I . A atau Q = T . I . L
Q debit airtanah (m3/hari)
K permeabilitas (m/hari)
I beda kemiringan head dari peta kontur airtanah
A luas penampang kuifer (m2)
T Transmisibilitas = KD (m2/hari)
D tebal akuifer
L lebar penampang akuifer
Penentuan Mutu / Kualitas Airtanah
Penentuan mutu airtanah meliputi:
a. Evaluasi hidrokimia (asal usul, evolusi, proses hdrokimia)
b. Evaluasi bakteriologi
c. Evaluasi peruntukan kelayakan penggunaan
d. Penentuan mutu airtanah didasarkan pada Standar Mutu Kualitas Airtanah Kepmen ESDM No. 1451K/10/MEM/2000
Unsur / Senyawa Maksimum Disarankan
(mg/liter)
Maksimum diperbolehkan
(mg/liter)
Fe
Mn
Cl
NO3
NO2
SO4
pH
TDS
0,1
0,05
200
Nihil
Nihil
200
Nihil
500
0,1
0,5
600
20
0,0
400
7,5
1500
Penentuan Daerah Imbuh dan Lepasan
Airtanah
Dilakukan dengan cara:
1. Menumpangsusunkan (overlay) antara peta muka freatik
dan kedalaman batas atas akuifer
2. Garis perpotongan antara kedua muka airtanah tersebut
adalah garis engsel (hinge line) yang merupakan batas
daerah imbuh dan daerah lepasan
3. Didukung oleh pola hidrostratigrafi akuifer
Penentuan Potensi Airtanah (Kelompok kriteria jumlah)
Tingkat potensi disajikan dalam Peta Potensi Cekungan Airtanah skala 1 : 25.000 atau lebih besar.
Didasarkan atas 2 kelompok kriteria (penilaian jumlah & mutu airtanah);
a. Kelompok Kriteria Jumlah
jumlah airtanah yang dapat dieksploitasi dinilai berdasarkan harga
parameter akuifer dan parameter sumur secara areal (areal values),
meliputi koefisian keterusan (T), debit jenis (Qs), dan debit optimum
(Qopt). Berdasarkan kriteria jumlah :
Besar, jika debit optimum setiap sumur > 10 liter/detik
Sedang, jika debit optimum setiap sumur 2 - 10 liter/detik
Kecil, jika debit optimum setiap sumur < 2 liter/detik
Penentuan Potensi Airtanah (Kelompok kriteria mutu)
b. Kelompok Kriteria Mutu
Kelayakan airtanah untuk keperluan air minum didasarkan atas
kandungan unsur atau senyawa anorganik utama (Fe, Mn, Cl, NO3,
NO2, SO4, pH, TDS), dibedakan 3 kelas;
Baik, jika kandungan unsur atau senyawa anorganik di dalam airtanah di bawah nilai maksimum yang disarankan
Sedang, jika kandungan unsur atau senyawa anorganik di dalam airtanah antara nilai maksimum yang disarankan dan nilai maksimum
yang diperbolehkan
Buruk, jika kandungan unsur atau senyawa anorganik di dalam airtanah melebihi nilai maksimum yang diperbolehkan
Penentuan Potensi Airtanah
Berdasarkan kriteria jumlah dan mutu pada setiap sistem akuifer,
dibedakan menjadi 4 wilayah potensi airtanah:
1. Potensi tinggi, jika setiap sumur yang dibuat (dengan jarak
antarsumur tertentu) menghasilkan Qopt lebih dari 10 liter/detik
dengan mutu air baik.
2. Potensi sedang, jika setiap sumur yang dibuat (dengan jarak
antarsumur tertentu) menghasilkan Qopt lebih dari 2 10 liter/detik
dengan mutu air baik hingga sedang.
3. Potensi rendah, jika setiap sumur yang dibuat (dengan jarak
antarsumur tertentu) menghasilkan Qopt lebih dari 2 liter/detik
dengan mutu air baik hingga sedang.
4. Nihil, jika setiap sumur yang dibuat (dengan jarak antarsumur
tertentu) menghasilkan air dengan mutu air buruk.
Top Related