BAB II
SIKLUS HEDROLOGI DAN FORMASI GEOLOGI AQUIFER
2.1 Siklus Hedrogeologi
Siklus hidrologi hanya dapat didefinisikan sebagai sirkulasi air antara laut,
atmosfer dan tanah. Cara terbaik adalah untuk menggambarkan awal siklus dari
lautan karena mereka mewakili reservoir besar air meskipun tidak ada start- pasti atau
titik akhir dari siklus. Siklus hidrologi adalah peredaran air secara umum dari laut ke
atmosfer melaui penguapan, kemudian jatuh kepermukaan bumi sebagai hujan,
mengalir diatas permukaan dan didalam tanah sebagai sungai yang menuju ke laut.
Air menguap dari permukaan laut dan pergi ke atmosfer di mana di uap
membentuknya sirkulasi mengalami tergantung pada kecepatan suhu distribusi dan
angin. Fokus utama hidrologi adalah siklus hidrologi yang terdiri dari proses yang
terus menerus ditunjukkan pada dibawah ini.
Gambar 2.1 Proses siklus hedrogeologi (Buku Groundwater Basic Hydrology, Ralph C. Heath)
Siklus hidrologi merujuk pada gerakan konstan air aboven, pada, dan di
bawah permukaan bumi. konsep siklus hidrologi adalah sentral untuk memahami
terjadinya air dan pengembangan dan pengelolaan pasokan air
Perubahan terbaru dalam suhu atmosfer karena berbagai kegiatan manusia,
khususnya pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan juga pasti akan
mempengaruhi siklus hidrologi.
Dalam kondisi atmosfer yang sesuai, uap air mengembun mengakibatkan
curah hujan dalam bentuk curah hujan atau salju. Kepentingan utama hidrologi adalah
pada distribusi curah hujan dalam waktu dan ruang dan dijual kembali setelah
mencapai permukaan tanah.
Beberapa air yang mencapai saluran air permukaan tanah sebagai aliran
permukaan atau limpasan, beberapa merembes ke dalam tanah dengan infiltrasi.
Bagian dari infiltrasi ini mengalir ke bawah menjadi ditambahkan ke air tanah waduk
sementara bagian dari uap air dari kedalaman dangkal kembali ke atmosfer oleh
proses evapotranspirasi.
Sebuah bagian dari air yang ditambahkan ke reservoir air tanah, mengalir
lateral bawah gradien hidrolik dan dibuang ke sungai, danau atau lautan sebagai
aliran dasar dari mana bagian dari itu dapat kembali ke atmosfer oleh penguapan.
Perkiraan neraca air dunia dalam hal berbagai komponen siklus hidrologi
yang dicoba oleh, Berner dan Berner (1987). Diperkirakan total curah hujan di bumi
adalah dari urutan 0,49 × 106 km3 per tahun, dari mana 0.110 × 106 km3 jatuh pada
benua dan sisanya 0.386 × 106 km3 di lautan. Bawah permukaan dan permukaan
limpasan ke lautan sekitar 37 000 km3 dan sisanya 73 000 km3 hilang oleh
evapotranspirasi dari benua. Penguapan melebihi curah hujan di atas lautan,
perbedaan dibuat oleh limpasan dari benua.
Distribusi air antara darat dan laut telah bervariasi dengan waktu. Sebagai
contoh, selama Pleistosen glaciation terakhir, sekitar 18 000 tahun yang lalu,
permukaan laut diturunkan oleh sekitar 130 m karena transfer sekitar 47 × 106 km3
air (setara dengan sekitar 3,5% dari volume laut) dari lautan ke tanah (Berner dan
Berner 1987).
Berbagai komponen siklus hidrologi secara singkat dijelaskan dalam paragraf
berikut.
Pengendapan : Jenis utama dari curah hujan yang gerimis, hujan, salju dan
hujan es. Curah hujan di atmosfir adalah hasil dari kondensasi uap air di sekitar inti
higroskopis di atmosfer. Curah hujan diukur dengan bantuan alat pengukur hujan dan
dinyatakan dalam hal kedalaman air di milimeter atau centimeter. Dalam kasus salju,
umumnya setara air digunakan sebagai ukuran curah hujan sekitar 10-12 mm salju
sama kedalaman 1 mm air.
Distribusi areal curah hujan di cekungan untuk badai yang diberikan atau
periode yang dinyatakan dalam Isohyet yang ditarik dengan bergabung poin dari
curah hujan yang sama di daerah.
Kedalaman rata-rata curah hujan lebih dari baskom dapat dihitung dengan (a)
aritmatika berarti metode, (b) metode isohyetal, dan (c) Thiesen metode poligon.
Pembaca bisa merujuk ke buku setiap hidrologi untuk rincian metode ini, misalnya
Dingman (1994).
Evapotranspirasi (ET) terdiri dari dua penguapan komponen-dan transpirasi.
Penguapan adalah hilangnya air ke atmosfer dari air dan tanah permukaan
karena gradien tekanan uap antara permukaan penguapan dan udara. Radiasi matahari
adalah sumber energi utama untuk penguapan.
Penguapan dari permukaan air bebas di daerah kering dan semi-kering dapat
melebihi curah hujan. Penguapan dari permukaan tanah tergantung pada kedalaman
air-meja dan jenis tanah.
Gambar. 2.2 Hubungan antara kedalaman muka air dan tingkat penguapan berdasarkan data dari situs eksperimental di Shangqiu, PR China. Zona aerasi terdiri
dari pasir lempung. (Setelah Chen dan Cai 1995) (Applied_Hydrogeology_of_Fractured_Rocks, B.B.S._Singhal,_R.P._Gupta)
Transpirasi adalah hilangnya air dari vegetasi ketika tekanan uap di udara
kurang dari itu dalam sel daun. Jumlah transpirasi tergantung pada jenis, kepadatan
dan ukuran tanaman. Phreatophytes menyebabkan hilangnya berat air karena
transpirasi sementara xerophytes yang memiliki sistem akar dangkal menyebabkan
hilangnya transpirasi minimal.
Istilah evapotranspirasi dan penggunaan konsumtif sering digunakan secara
bergantian oleh para ilmuwan pertanian karena menunjukkan jumlah air dalam
meningkatkan tanaman. Potensi evapotranspirasi (PET), sebuah istilah yang
diperkenalkan oleh Thornthwaite (1948), adalah jumlah maksimum air yang akan
dihapus oleh evapotranspirasi jika tanah memiliki air yang cukup untuk memenuhi
permintaan.
Dalam kondisi lapangan, sulit untuk memisahkan penguapan dari transpirasi.
Total kerugian air dari permukaan tanah dan tanaman disebut evapotranspirasi (ET).
Istilah evapotranspirasi dan penggunaan konsumtif sering digunakan secara
bergantian oleh para ilmuwan pertanian karena menunjukkan jumlah air dalam
meningkatkan tanaman.
Infiltrasi adalah proses penyerapan air dari curah hujan atau badan air
permukaan lainnya ke dalam tanah. Infiltrasi merupakan komponen penting dari
siklus hidrologi. Ini memasok air untuk pertumbuhan tanaman, memberikan
kontribusi untuk aliran dasar sungai dan mengisi kembali reservoir air tanah.
Proses infiltrasi dalam batuan retak tidak dipahami dengan baik. Dengan
mengisi ulang terus menerus, peningkatan infiltrasi dalam batuan retak diamati yang
dapat dijelaskan karena penghapusan bahan dari patah tulang infilling (Salve et al.
2008).
2.1.1 Sistem Air Tanah Dalam Siklus Hidrologi
Air tanah merupakan salah satu bagian dari sistem sirkulasi air bumi yang
dikenal sebagai siklus hidrologi. Menggambarkan beberapa banyak sisi involed dalam
siklus ini. Air bantalan formasi dari kerak bumi bertindak sebagai saluran untuk
transmisi dan sebagai reservoir untuk penyimpanan air.
Air masuk formasi ini dari permukaan tanah atau dari badan air permukaan,
setelah itu perjalanan perlahan untuk berbagai jarak sampai kembali ke permukaan
dengan aksi aliran alami, tanaman, atau manusia. Kapasitas penyimpanan waduk air
tanah dikombinasikan dengan laju aliran kecil memberikan besar, sumber
didistribusikan secara luas pasokan air. Air tanah yang muncul ke permukaan sungai
channelels membantu dalam mempertahankan debit sungai saat limpasan permukaan
rendah atau tidak ada.
Hampir semua air tanah berasal sebagai air permukaan. sumber utama resapan
alami termasuk curah hujan, debit sungai, danau, dan waduk, bahkan air laut bisa
masuk bawah tanah di sepanjang pantai di mana gradiends hidrolik kemiringan ke
bawah dalam arah inlad. Air dalam tanah bergerak ke bawah melalui zona tak jenuh
di bawah aksi gravitasi, sedangkan di zona jenuh bergerak dalam arah yang
ditentukan oleh situasi hidrolik sekitarnya.
Debit air tanah terjadi ketika air muncul dari bawah tanah. Kebanyakan debit
alami terjadi sebagai aliran ke badan air permukaan, seperti sungai, danau, dan lautan,
mengalir ke permukaan muncul adalah mata air. Tanah di dekat permukaan dapat
kembali langsung ke atmosfer oleh penguapan dari dalam tanah dan transpirasi oleh
dari vegetasi. dari sumur merupakan debit buatan utama air tanah.
2.1.2 Klasifikasi AirBawah Permukaan
Air yang terjadi di bawah groundsurface yang disebut sebagai air bawah
permukaan, untuk membedakannya dari air permukaan. Sebuah klasifikasi sederhana
dari air bawah permukaan dengan sehubungan dengan kedalaman kejadian dan sejauh
mana jenuh tanah diberikan.
Tergantung pada derajat kejenuhan, dua zona kedalaman luas dapat
diidentifikasi, yaitu zona aerasi (zona vadose) dan zona kejenuhan (freatik atau zona
air tanah). Di zona vadose ruang intergranular hanya sebagian diisi dengan air, ruang
yang tersisa ditempati oleh udara.
Gambar. 1.3 Klasifikasi air bawah permukaan
Oleh karena itu dalam proses ini zona oksidasi dan pencucian yang lebih
menonjol. Zona jenuh seperti yang bernama jenuh dengan air dengan pengecualian
udara. Ini membentuk zona pengurangan dan deposisi mineral. Dalam aquifer bebas,
air-tabel mewakili permukaan atas zona kejenuhan.
Sebagai air-tabel berfluktuasi tergantung pada kondisi mengisi ulang dan
debit, ketebalan dari dua zona juga berubah secara musiman. Menjadi sumber utama
pasokan air ke sumur dan mata air, air freatik atau air tanah adalah kepentingan utama
untuk Hydrogeologists.
Zona aerasi dibagi menjadi tiga zona dari atas ke zona air bawah tanah, zona
vadose menengah dan zona kapiler. Tidak ada batas yang tajam antara berbagai zona.
Zona air tanah adalah kepentingan para ilmuwan pertanian karena menyediakan air
untuk pertumbuhan vegetasi. Air di zona ini terjadi baik air higroskopis yang tetap
film yang terserap atau tipis dengan tegangan permukaan. Kadar air pada zona air
tanah berubah sebagai akibat dari hilangnya air akibat evapotranspirasi dan karena itu
menunjukkan variasi harian.
Air di zona menengah disebut sebagai air vadose menengah atau air bawah
permukaan ditangguhkan karena diadakan karena gaya antarmolekul melawan tarikan
gravitasi. Ketebalan zona ini mungkin menjadi nol ketika muka air tanah dekat
permukaan tanah atau mungkin bahkan lebih dari 100 m di bawah kondisi air-meja
sedalam di daerah kering.
Zona aerasi dan zona kejenuhan dipisahkan oleh muka air tanah atau
permukaan freatik, yang berada di bawah tekanan atmosfer. Muka air tanah mungkin
baik sangat dekat dengan permukaan tanah di daerah resapan intensif atau mungkin
beberapa ratus meter di daerah kering. Fluktuasi air-tabel menunjukkan perubahan
dalam penyimpanan air tanah, baik karena alasan alami atau oleh aktivitas manusia.
Oleh karena itu, pemantauan fluktuasi air-tabel penting untuk pengelolaan sumber
daya air.
2.1.3 Klasifikasi Air Berdasarkan Asal Mula
Sebagian besar air adalah tipe meteorit karena merupakan hasil dari curah
hujan di atmosfir menjadi bagian dari siklus hidrologi hari ini. Ini adalah sumber
utama air untuk sumur dan mata air. Hubungan antara berbagai jenis genetik air
ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.
Gambar. 1.4 Hubungan antara jenis genetik yang berbeda dari air. (Setelah
Putih tahun 1957, direproduksi dengan izin dari Geological Society of America,
Boulder, Colarado, USA)
Jenis lain dari air yang lebih dari kepentingan akademik adalah air bawaan, air
remaja atau magmatik dan air metamorf. Air remaja juga dikenal sebagai air baru,
seperti yang diperkenalkan di hidrosfer untuk pertama kalinya. Air magmatik
terutama asal remaja yang berasal dari salah satu yang mendalam magma atau
mungkin dangkal asal vulkanik.
Air bawaan adalah sisa air kuno dipertahankan dalam akuifer dan tidak dalam
kesinambungan hidrolik dengan siklus hidrologi hari ini. Oleh karena itu, juga
dikenal sebagai air fosil meskipun istilah ini untuk air adalah sebuah ironi.
Mungkin salah satu dari laut atau segar asal air. Air bawaan umumnya terkait
dengan minyak dan gas di mana biasanya berasal dari laut. Di daerah kering, itu
merupakan iklim yg berhubung dgn hujan masa lalu seperti di gurun Sahara.
Air metamorf atau air diremajakan adalah istilah yang digunakan untuk air
yang berasal dari mineral hydrous seperti tanah liat, mika, dll karena proses
metamorfosis. Hal ini lebih dari kepentingan akademik daripada sumber pasokan air.
Berbagai jenis genetik air dapat dibedakan, sampai batas tertentu, atas dasar data
hidrokimia dan isotop (Putih 1957; Matthess 1982).
2.1.4 Klasifikasi Hidrologi, Formasi Geologi
Top Related