Aliran Air Tanah

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu kebutuhan utama manusia sehingga terdapat ilmu

pengetahuan khusus yang membahas tentang air yaitu hidrologi. Secara umum ,

hidrologi adalah ilmu yang mempelajari mengenai keberadaan air di bumi dan

pengelolaannya. K. Linsley (1986) menyatakan bahwa hidrologi ialah ilmu yang

membicarakan tentang air yang ada di bumi, yaitu mengenai kejadian, perputaran

dan pembagiannya, sifat fisika dan kimia, serta reaksinya terhadap lingkungan

termasuk hubungannya dengan kehidupan.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah pondasi dalam ini adalah :

1. Apa yang dimaksud dengan air tanah itu ?

2. Bagaimana terjadinya adanya air tanah ?

3. Bagaimana hubungan akuifer denga siklus hidrologi ?

4. Berapa jenis akuifer yang dapat diklasifikasikan ?

5. Bagaimana metode pelaksanaan ataupun teknologi dalam pengembangan

dan juga pemeliharaan terhadap akuifer ?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dalam makalah pondasi dalam ini adalah :

1. Dapat menjelaskan dan memahami yang dimaksud dengan air tanah

2. Mengetahui dan mengkronologikan terjadinya air tanah di muka bumi

3. Dapa tmenghubungkan kaitan aliran air tanah terhadap siklus hidrologi

4. Mengetahui jenis akuifer berikut contohnya

5. Dapat menjelaskan cara pengembangan ataupun pemeliharaan akuifer

P a g e 1 | 29

Aliran Air Tanah

1.4 Sistematika Penulisan

Secara garis besar, makalah ini akan disusun menjadi 4 ( empat ) bab

dengan sistematika sebagai berikut :

1. BAB I. PENDAHULUAN

Bab pendahuluan berisi uraian latar belakang yang berisi pokok

pikiran mengenai permasalahan yang akan dikaji. Kemudian dilanjutkan

dengan perumusan masalah yang diangkat berdasarkan uraian latar

belakang.

2. BAB II. PEMBAHASAN

Pada bab ini akan menguraikan landasan teori yang berhubungan

dengan pokok pikiran itu sendiri diantaranya definisi pondasi dalam

berikut jenis-jenisnya yang diambil dari berbagai literatur.

3. BAB III. TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR TANAH

Pada bab ini akan menguraikan bagaimana cara pengolahan ataupun

pencarian air tanah berikut teknologi pengolahan dan bagaimana dampak

dari pemanfaatan air tanah itu sendiri

4. BAB III. KESIMPULAN DAN SARAN

P a g e 2 | 29

Aliran Air Tanah

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Air Tanah

Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah ataubebatuan

di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satusumber daya

air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan

dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan.

Menurut Budhikuswansusilo, air tanah (Groundwater) adalah nama

untuk menggambarkan air yang tersimpan di bawah tanah dalam batuan

yang permeabel. Periode penyimpanannya dapat berbeda waktunya

bergantung dari kondisi geologinya (beberapa minggu – tahun).

Pergerakan air tanah dapat muncul ke permukaan, dengan manifestasinya

sebagai mata air (spring) atau sungai (river).

Menurut Herlambang (1996:5) air tanah adalah air yang bergerak

di dalam tanah yang terdapat didalam ruang antar butir-butir tanah yang

meresap ke dalam tanah dan bergabung membentuk lapisan tanah yang

disebut akifer. Lapisan yang mudah dilalui oleh air tanah disebut lapisan

permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau kerikil, sedangkan

lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable, seperti

lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan

meloloskan air disebut akuifer.

2.2. Asal- Usul Air Tanah dan Sifat Air Tanah

Adalah hal yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya

air (tanah), untuk memahami asal-usul (origin) dan sifat-sifat (nature) air

tanah, agar tidak terjadi kesalah-pengertian tentang sumberdaya yang

dikelola. Kesalah-pengertian tersebut akan menjadikan tujuan

mewujudkan kemanfaatan air tanah terutama bagi kaum miskin

P a g e 3 | 29

Aliran Air Tanah

pengelolaan tidak mencapai sasarannya, bahkan justru akan menimbulkan

dampak yang merugikan bagi keterdapatan air tanah itu sendiri serta kaum

miskin tersebut. Hal-hal pokok yang perlu dipahami tentang asal-usul dan

sifat-sifat air tanah antara lain tentang: Asal air tanah, Pembentukan air

tanah, wadah air tanah, pegaliran dan imbuhan air tanah serta mutu air

tanah.

2.3. Asal Air Tanah

Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah

dan terletak pada zona jenuh air. Air tanah berasal dari permukaan tanah,

misalkan hujan, sungai, danau. Dan dari dalam bumi sendiri diamana air

tersebut terjadi bersama-sama dengan batuannya, misalkan pada waktu

terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak oleh batuan endapan

tersebut. Contohnya: air fosil yang biasanya asin air volkanik – panas dan

mengandung sulfur.

2.4. Pembentukan Air Tanah

Air tanah adalah semua air yang terdapat di bawah permukaan

tanah pada lajur/zona jenuh air (zone of saturation). Air tanah terbentuk

berasal dari air hujan dan air permukan , yang meresap (infiltrate) mula-

mula ke zona tak jenuh (zone of aeration) dan kemudian meresap makin

dalam (percolate) hingga mencapai zona jenuh air dan menjadi air tanah.

Air tanah adalah salah satu faset dalam daur hidrologi , yakni suatu

peristiwa yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari

atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer; penguapan dari darat atau laut

atau air pedalaman, pengembunan membentuk awan, pencurahan,

pelonggokan dalam tanih atau badan air dan penguapan kembali (Kamus

Hidrologi, 1987). Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa air

tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain

yang terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan

P a g e 4 | 29

Aliran Air Tanah

penutup, penggunaan lahan, tetumbuhan penutup, serta manusia yang

berada di permiukaan.

Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi.

Setiap aksi (pemompaan, pencemaran dll) terhadap air tanah akan

memberikan reaksi terhadap air permukaan, demikian sebaliknya.

2.5. Siklus Hidrologi

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

(Sumber : Kurt Fierhoff , 2011)

Defenisi tentang air tanah diatas menunjukkan keterkaitan erat

dengan air permukaan (sungai, rawa, dan danau). Oleh karena itu, air

tanah merupakan bagian dari siklus air (the water cycle).

- Proses Siklus Hidrologi

o Jika hari hujan maka air akan turun ke permukaan bumi. Air ini

sebahagian akan mengalir ke permukaan bumi menuju ke

daerah yang lebih rendah dan bermuara di laut atau di danau.

Sebahagian lagi akan terserap oleh bumi dan “mengalir” di

dalam tanah atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.

o Air yang telah sampai di laut ataupun di danau jika dikenai oleh

sinar matahari akan menguap dan bergabung membentuk awan.

Oleh karena adanya perbedaan tekanan dan temperatur di atas

P a g e 5 | 29

Aliran Air Tanah

permukaan bumi maka terjadilah perpindahan udara atau

pergerakan udara yang kita sebut angin.

o Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah

yang lebih rendah temperatur tekanannya. Jika awan yang

dibawa oleh angin ini melalui daerah pegunungan, maka

gerakannya akan terhalang dan didorong untuk naik lebih tinggi

lagi. Karena temperatur akan semakin rendah apabila semakin

tinggi dari permukaan laut, maka awan yang mengandung uap

air tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah butiran-

butiran air yang kemudian jatuh kembali ke bumi sebagai air

hujan.

o Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daerah

yang lebih rendah, dan sebahagian diserap oleh bumi. Kemudian

terus ke laut atau ke danau dan apabila kena sinar matahari akan

menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan

berkumpul dan kemudian dibawa oleh angin dan mengembun

dan berubah menjadi hujan. Begitulah seterusnya siklus dari air

yang berulang secara bergantian.

2.6. Wadah Air Tanah (Akuifer)

Akuifer adalah lapisan batuan dibawah permukaan tanah yang

mengandung air dan dapat dirembesi air. Akuife adalah formasi geologi

atau grup formasi yang mengandung air dan secara signifikan mampu

mengalirkan air melalui kondisi alaminya. Batasan lain yang digunakan

adalah reservoir air tanah, lapisan pembawa air. Todd (1955) menyatakan

bahwa akuifer berasal dari Bahasa Latin yaitu aqui dari aqua yang berarti

air dan ferre yang berarti membawa, jadi akuifer adalah lapisan pembawa

air.

P a g e 6 | 29

Aliran Air Tanah

Gambar 2.2 Lapisan Akuifer

(Sumber : Kurt Fierhoff , 2011)

Suatu akuifer mempunyai dua fungsi penting, yaitu sebagai

penyimpan laksana sebuah waduk dan sebagai penyalur air seperti

jaringan pipa. Kedua fungsi itu diemban oleh pori-pori atau rongga di

dalam batuan akuifer itu. Dua sifat yang berhubungan dengan fungsinya

sebagai penyimpan adalah porositas (porosity) dan hasil jenis (specific

yield).

- Jenis Jenis Akuifer 

Berdasarkan litologinya, akuifer dapat dibedakan menjadi 4 macam,

yaitu: 

P a g e 7 | 29

Aliran Air Tanah

Gambar 2.3 Jenis Akuifer

1. Akuifer bebas atau akuifer tidak tertekan (Unconfined Aquifer) 

Akuifer bebas atau akuifer tak tertekan adalah air tanah dalam

akuifer tertutup lapisan impermeable, dan merupakan akuifer yang

mempunyai muka air tanah. Unconfined Aquifer adalah akuifer jenuh

air (satured). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard, hanya

pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan

atasnya, batas di lapisan atas berupa muka air tanah. Permukaan air

tanah di sumur dan air tanah bebas adalah permukaan air bebas, jadi

permukaan air tanah bebas adalah batas antara zone yang jenuh dengan

air tanah dan zone yang aerosi (tak jenuh) di atas zone yang jenuh.

Akuifer jenuh disebut juga sebagai phriatic aquifer, non artesian

aquifer atau free aquifer (Wuryantoro, 2007). 

Air tanah ini banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk

berbagai keperluan dengan kedalaman sumur umumnya antara 1 – 25

meter. Air tanah bebas masih merupakan sumber utama air bersih bagi

sebagian besar penduduk dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari.

Pemanfaatannya dilakukan dengan cara pembuatan sumur gali dan

sumur pantek pada kedalaman kurang dari 20 meter di bawah

P a g e 8 | 29

Aliran Air Tanah

permukaan, umumnya terdapat pada lapisan pasir, pasir kerikilan, tufa

pasiran dan pasir lanauan. Air tanah bebas di dataran aluvial terdapat

dalam lapisan pasir, pasir lempungan, pasir kerikilan dan pasir

lempungan. 

Mutu air tanah bebas bervariasi dari baik hingga jelek, asin rasa

airnya hingga tawar, berwarna keruh hingga jernih. Kesadahannya

berkisar antara 8,5 – 16,7, pH sekitar 6,7 – 11,2, sisa kering 353 – 580,

sisa pijar 252 – 420, kadar kandungan ion klorida berkisar 25,5 – 6.685

mg/l, SO4 antara 40,5 – 246,9 mg/l. Khususnya untuk keperluan

rumah tangga sehari-hari, kandungan air tanah bebas di dataran aluvial

terkecuali daerah-daerah sekitar pantai, pemanfaatannya masih dapat

dikembangkan. Sedangkan untuk daerah-daerah yang terletak sekitar 1

– 3 km dari garis pantai, penggunaan air tanah bebasnya sangat

terbatas sekali disebabkan asin hingga payau rasa airnya. (Anonim3,

2008).

2. Akuifer tertekan (Confined Aquifer) 

Akuifer tertekan adalah suatu akuifer dimana air tanah terletak

di bawah lapisan kedap air (impermeable) dan mempunyai tekanan

lebih besar daripada tekanan atmosfer. Air yang mengalir (no flux)

pada lapisan pembatasnya, karena confined aquifer merupakan akuifer

yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya.

3. Akuifer bocor (Leakage Aquifer) 

P a g e 9 | 29

Aliran Air Tanah

Gambar 2.4 Leakage Aquifer

Akuifer bocor dapat didefinisikan suatu akuifer dimana air

tanah terkekang di bawah lapisan yang setengah kedap air sehingga

akuifer di sini terletak antara akuifer bebas dan akuifer terkekang.

4.  Akuifer melayang (Perched Aquifer) 

Akuifer yang disebut akuifer melayang jika di dalam zone

aerosi terbentuk sebuah akuifer yang terbentuk di atas lapisan

impermeable. Akuifer melayang ini tidak dapat dijadikan sebagai suatu

usaha pengembangan air tanah, karena mempunyai variasi permukaan

air dan volumenya yang besar.

Sedangkan menurut Kruseman dan deRieder, 1994. Berdasarkan

sifat fisik dan kedudukannya dalam kerak bumi, akifer dapat dibedakan

menjadi tiga jenis, yaitu : 

Akifer bebas, yaitu akifer tak tertekan (unconfined aquifer) dan

merupakan airtanah dangkal (umumnya <20 m), umum dijumpai pada

daerah endapan aluvial. Airtanah dangkal adalah airtanah yang paling

umum dipergunakan sebagai sumber airbersih oleh penduduk di

sekitarnya. 

Akifer setengah tertekan, disebut juga akifer bocor (leaky aquifer),

merupakan akifer yang ditutupi oleh lapisan akitard (lapisan setengah

kedap) di bagian atasnya, dapat dijumpai pada daerah volkanik (daerah

batuan tuf). 

Akifer tertekan (confined aquifer), yaitu akifer yang terletak di antara

lapisan kedap air (akuiklud), umumnya merupakan airtanah dalam

(umumnya > 40 m) dan terletak di bawah akifer bebas. Airtanah dalam

adalah airtanah yang kualitas dan kuantitasnya lebih baik daripada

P a g e 10 | 29

Aliran Air Tanah

airtanah dangkal, oleh karenanya umum dipergunakan oleh kalangan

industri termasuk di dalamnya kawasan pertambangan (Iskandarsyah,

2008). 

Gambar 2.5 Ilustrasi tiga jenis akuifer

( Sumber : kruseman dan deRieder, 1994)

- Akuifer Buatan 

Akuifer Buatan merupakan media / lapisan tanah yang dibuat atau

ditata ulang untuk menyimpan dan mengalirkan air di dalam tanah

sehingga dapat menjadi sumber air yang berkelanjutan. Air Permukaan

yang mempunya kuantitas yang melimpah tetapi kadang-kadang

mempunyai kualitas yang kurang baik. Air tanah yang mempunyai kualitas

baik, tapi kuantitasnya sering sangat terbatas. Pengeksploitasian sumber

air tanah yang berlebihan menimbulkan terjadinya pencemaran air tanah

dari akuifer sekitarnya, terjadinya land subsidence, dll. Oleh karena itu

pembuatan akuifer diperlukan untuk mengatasinya.

Akuifer buatan dapat dipergunakan sebagai sarana penyediaan air

baku penduduk yang berkelanjutan. Air Permukaan yang di-"recharge"-

kan ke dalam akuifer buatan akan mengalir (dengan kecepatan sangat

lambat) di dalam lapisan tanah batuan (bahan akuifer). Kualitas air akan

ter-"update" oleh akuifer selama perjalanan (semakin lama semakin baik)

menuju tempat pengambilan. Akuifer buatan akan dapat menjadi sumber

air tanah yang berkualitas dan berkelanjutan.

o Akuifer Buatan Sebagai Prasarana Konservasi Daerah Aliran

Sungai

Kegersangan DAS di daerah pegunungan disebabkan oleh

kelangkaan air atau kekeringan pada lapisan tanah permukaan.

Sementara itu, pada alur-alur lembah terdapat sisa-sisa aliran dari

mata air yang mengalir ke hilir dan menghilang. Dengan fasilitas

akuifer buatan aliran air dapat ditangkap dan disalurkan kembali ke

areal pegunungan sebagai sarana pemberian air tanaman

penghijauan yang berupa tanaman produksi atau tanaman reboisasi.

o Komponen Bangunan Akuifer Buatan

P a g e 11 | 29

Aliran Air Tanah

Bangunan dan Saluran Supplesi

Saluran Intake

Bangunan Akuifer Buatan

Pipa-pipa Distribusi dan Bak Distribusi

Jaringan Saluran Irigasi

2.7. Pengaliran Dan Imbuhan Air Tanah

Saat ini di daerah-daerah perkotaan yang pemanfaatan air tanah

dalamnya sudah sangat intensif, seperti di Jakarta, Bandung, Semarang,

Denpasar, dan Medan, muka air tanah dalam (piezometic head)

umumnya sudah berada di bawah muka air tanah dangkal (phreatic

head). Akibatnya terjadi perubahan pola imbuhan, yang sebelumnya air

tanah dalam memasok air tanah dangkal (karena piezometic head lebih

tinggi dari phreatic head), saat ini justru sebaliknya air tanah dangkal

memasok air tanah dalam.

Jika jumlah total pengambilan air tanah dari suatu sistem akuifer

melampaui jumlah rata-rata imbuhan, maka akan terjadi penurunan

muka air tanah secara menerus serta pengurangan cadangan air tanah

dalam akuifer. (Seperti halnya aliran uang tunai ke dalam tabungan,

kalau pengeluaran melebihi pemasukan, maka saldo tabungan akan

terus berkurang). Jika ini hal ini terjadi, maka kondisi demikian disebut

pengambilan berlebih (over exploitation) , dan penambangan air tanah

terjadi.

2.8. Mutu Air Tanah

Sifat fisika dan komposisi kimia air tanah yang menentukan mutu

air tanah secara alami sangat dipengaruhi oleh jenis litologi penyusun

akuifer, jenis tanah/batuan yang dilalui air tanah, serta jenis air asal air

tanah. Mutu tersebut akan berubah manakala terjadi intervensi manusia

terhadap air tanah, seperti pengambilan air tanah yang berlebihan,

pembuangan libah, dll.

P a g e 12 | 29

Aliran Air Tanah

Air tanah dangkal rawan (vulnerable) terhadap pencemaran dari

zat-zat pencemar dari permukaan. Namun karena tanah/batuan bersifat

melemahkan zat-zat pencemar, maka tingkat pencemaran terhadap air

tanah dangkal sangat tergantung dari kedudukan akuifer, besaran dan

jenis zat pencemar, serta jenis tanah/batuan di zona takjenuh, serta

batuan penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat perubahan pola

imbuhan, maka air tanah dalam di daerah-daerah perkotaan yang telah

intensif pemanfaatan air tanahnya, menjadi sangat rawan pencemaran,

apabila air tanah dangkalnya di daerah-daerah tersebut sudah tercemar.

Air tanah yang tercemar adalah pembawa bibit-bibit penyakit yang

berasal dari air (water born diseases).

2.9. Gerakan Air Tanah

Pergerakan air di bawah tanah dengan sumber airnya adalah air

hujan dapat digambarkan dalam beberapa tahapan berikut:

sebidang tanah alami yang permukaannya ditumbuhi

rerumputan dan sebatang pohon besar

Ketika turun hujan, air hujan mulai membasahi permukaan

tanah

Tanah yang alami dengan tetumbuhan di atasnya

menyediakan pori-pori, rongga-rongga dan celah tanah bagi

air hujan sehingga air hujan bisa leluasa merembes atau

meresap ke dalam tanah. Air itu akan turun hingga

kedalaman beberapa puluh meter.

Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus

bergerak ke bawah sampai dia mencapai lapisan tanah atau

batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit

yang tidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini

adalah lapisan yang bersifat impermeabel. Lapisan seperti

ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan bersifat

impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri

bersifat permeabel yang berisi air).

P a g e 13 | 29

Aliran Air Tanah

Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya

bisa mengisi ruang di antara butiran batuan di atas lapisan

aquitard.

Air yang datang kemudian akan menambah volume air

yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan

tersimpan disana. Penambahan volume air akan berhenti

seiring dengan berhentinya hujan.

Air yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah.

Sementara air yang tidak bisa diserap dan berada di

permukaan tanah disebut air permukaan

Permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan

tanah yang terisi air tanah disebut zona saturasi air.

Gambar 2.6 Lapisan Tanah

( Sumber : kruseman dan deRieder, 1994)

Permukaan zona saturasi — yang tak lain adalah water table

tersebut — selalu mengikuti bentuk topografi atau lekuk-lekuk

permukaan bumi.

P a g e 14 | 29

Aliran Air Tanah

Gambar 2.7 Pergererakan air tanah

( Sumber : kruseman dan deRieder, 1994)

Disamping air tanah bergerak dari atas ke bawah, air tanah juga

bergerak dari bawah ke atas (gaya kapiler). Air bergerak horisontal

pada dasarnya mengikuti hukum hidrolika, air bergerak horisontal

karena adanya perbedaan gradien hidrolik. Gerakan air tanah mengikuti

hukum Darcy yang berbunyi “volume air tanah yang melalui batuan

berbanding lurus dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan tebal

lapisan.

2.10. Kondisi Air Tanah Dataran Aluvial

Dataran alluvial merupakan dataran yang terbentuk akibat

proses-proses geomorfologi yang lebih didominasi oleh tenaga eksogen

antara lain iklim, curah hujan, angin, jenis batuan, topografi, suhu, yang

semuanya akan mempercepat proses pelapukan dan erosi. Hasil erosi

diendapkan oleh air ketempat yang lebih rendah atau mengikuti aliran

sungai. Dataran alluvial menempati daerah pantai, daerah antar gunung,

dan dataran lembah sungai. daerah alluvial ini tertutup oleh bahan hasil

rombakan dari daerah sekitarnya, daerah hulu ataupun dari daerah yang

lebih tinggi letaknya. Potensi air tanah daerah ini ditentukan oleh jenis

dan tekstur batuan.

Volume air tanah dalam dataran alluvial di tentukan oleh tebal

dan penyebaran permeabilitas dari akifer yang terbentuk dalam aluvium

dan dilluvium yang mengendap dalam dataran. Apabila suatu daerah

materi penyusunnya atas materi halus (liat/berdebu) umumnya

P a g e 15 | 29

Aliran Air Tanah

permeabilitasnya kecil, sedangkan suatu daerah yang tersusun atas pasir

dan kerikil permeabilitasnya besar. Air tanah yang mengendap di

dataran banjir ditambah langsung dari peresapan air susupan.

Permukaan air tanahnya dangkal sehingga pengambilan air dapat

dengan sumur dangkal.

Dataran alluvial unsur-unsur yang dominan adalah unsur NO2,

NO3, Ca, Mg, Si, dan Fe. Kelebihan Nitrit karena pengaruh zat

buangan (urine), pembusukan organik dari hasil reduksi nitrat yang ada

disekitar air tanah (Karmono dan Joko Cahyo, 1978:11). Hal ini selain

dipengaruhi oleh faktor alam juga sebagai aktivitas manusia misalnya

adanya lahan pertanian yang mengkonsumsi pupuk organik yang

mengandung nitrat.

BAB III

TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR TANAH

3.1 Metode Pencarian Air Tanah

P a g e 16 | 29

Aliran Air Tanah

Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik.

Diantaranya adalah:

A. Metode berdasarkan aspek fisika (Hidrogeofisika)

Penekanannya pada aspek fisik yaitu merekonstruksi

pola sebaran lapisan akuifer. Beberapa metode yang sudah

umum kita dengar dalam metode ini adalah pengukuran

geolistrik yang meliputi pengukuran tahanan jenis, induce

polarisation (IP) dan lain-lain. Pengukuran lainnya adalah

dengan menggunakan sesimik, gaya berat dan banyak lagi.

B. Metode berdasarkan aspek kimia (Hidrogeokimia)

Penekanannya pada aspek kimia yaitu mencoba merunut

pola pergerakan airtanah. Secara teori ketika air melewati suatu

media, maka air ini akan melarutkan komponen yang

dilewatinya. Sebagai contoh air yang telah lama mengalir di

bawah permukaan tanah akan memiliki kandungan mineral yang

berasal dari batuan yang dilewatinya secara melimpah.

3.2 Teknologi Pengolahan Air Tanah Sumur Artesis

A. Air Sumur artesis

Dalam perjalananya aliran airtanah ini seringkali melewati suatu

lapisan akifer yang diatasnya memiliki lapisan penutup yang bersifat

kedap air (impermeabel) hal ini mengakibatkan perubahan tekanan antara

airtanah yang berada di bawah lapisan penutup dan airtanah yang berada

diatasnya. Perubahan tekanan inilah yang didefinisikan sebagai airtanah

tertekan (confined aquifer) danairtanah bebas (unconfined aquifer). Dalam

kehidupan sehari-hari pola pemanfaatan airtanah bebas sering kita lihat

dalam penggunaan sumur gali oleh penduduk, sedangkan airtanah tertekan

dalam sumur bor yang sebelumnya telah menembus lapisan penutupnya.

Air tanah bebas 　 (water table) memiliki karakter berfluktuasi

terhadap iklim sekitar, mudah tercemar dan cenderung memiliki kesamaan

karakter kimia dengan air hujan. Kemudahannya untuk didapatkan

membuat kecenderungan disebut sebagai airtanah dangkal.

P a g e 17 | 29

Aliran Air Tanah

Airtanah tertekan/ airtanah terhalang inilah yang seringkali disebut

sebagai air sumur artesis (artesian well). Pola pergerakannya yang

menghasilkan gradient potensial, mengakibatkan adanya istilah artesis

positif ; kejadian dimana potensial airtanah ini berada diatas permukaan

tanah sehingga airtanah akan mengalir vertikal secara alami menuju

kestimbangan garis potensial khayal ini. Artesis nol ; kejadian dimana

garis potensial khayal ini sama dengan permukaan tanah sehingga muka

airtanah akan sama dengan muka tanah. Terakhir artesis negatif ; kejadian

dimana garis potensial khayal ini dibawah permukaan tanah sehingga

muka airtanah akan berada di bawah permukaan tanah.

Gambar 3.1 Artesis negatif

B. Teknologi Pengolahan Air Tanah Sumur Artesis Untuk Air Minum

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan

manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi

maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan

kesehatan maupun sosial. Air yang layak diminum, mempunyai standar

persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan

syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter

yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum.

Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat

menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat

maupun tidak langsung dan secara perlahan.

Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu alternatif yakni

dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air

dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan.

P a g e 18 | 29

Aliran Air Tanah

Tujuan teknologi pengolahan air ini adalah untuk meningkatkan

kesehatan masyarakat, khususnya masyarakat yang masih menggunakan

air tanah atau air sumur sebagai sumber kebutuhan air bersih. Sedangkan

sasarannya adalah menyebar luaskan paket teknologi pengolahan air

sumur siap minum kepada masyarakat yang memerlukan.

Unit alat pengolahan air ini dapat digunakan untuk meningkatkan

kualitas air sumur atau air tanah sehingga langsung dapat diminum tanpa

proses pemanasan. Unit alat ini sangat cocok digunakan untuk keperluan

Asrama, Pesantren, Pemukiman padat penduduk, dan lain-lain.

Bahan

Pasir silika

Kerikil

Mangan zeolit

Karbon aktif butiran

Kaporit

Peralatan

Pompa air baku

Pompa dosing

Tangki bahan kimia

Tangki reactor

Saringan pasir cepat (sand filter)

Filter mangan zeolit

Filter karbon aktif

Filter cartridge

Sterilisator ultra violet

C. Cara Pembuatan

Untuk mengolah air sumur menjadi air yang siap minum proses

pengolahannya yaitu Air dari sumur dipompa dengan menggunakan

pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan klorine atau kaporit dialirkan

ke tangki reaktor. Dari tangki reaktor air dialirkan ke saringan pasir cepat

untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam

P a g e 19 | 29

Aliran Air Tanah

tangki reaktor. Setelah disaring dengan saringan pasir, air dialirkan ke

filter mangan zeolit. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan

zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau

kaporit.

B. Teknologi Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan PT. Apac Inti

Corpora

Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan

kegiatan lain dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan penyediaan air

bersih yang secara kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara

kuantitas dan kontinuitas harus memenuhi kebutuhan industri sehingga

proses produksi tersebut dapat berjalan dengan baik.

Dengan adanya standar baku mutu untuk air bersih industri, setiap

industri memiliki pengolahan air sendiri-sendiri sesuai dengan kebutuhan

industri. Karena setiap proses industri maupun segala

aktivitasmembutuhkan air sebagai bahan baku utama atau bahan penolong,

PT Apac Inti Corpora memanfaatkan air permukaan, air tanah dan air dari

Sarana Tirta Ungaran (STU) sebagai sumber air. Penggunaan

airpermukaan dan air tanah mengharuskan PT Apac Inti Corpora untuk

mengolah air secara optimal agar memenuhi kualitas standar baku untuk

air bersih industri. PT Apac Inti Corpora memiliki unit pengolahan air

untuk mengolah air secara optimal untuk memenuhi kebutuhan air

perusahaann baik untuk kepentingan domestik maupun non domestik. PT

Apac Inti Corpora memerlukan air bersih untuk proses produksi,

pendingin (cooling tower), uap panas (ketel uap/boiler), dan juga

untukkeperluan domestik seperti kamar mandi, kantin, dan sebagainya.

Sumber Bahan Baku Air Sumur

PT Apac Inti Corpora mempunyai 14 unit sumur dalam dan 1 unit

sumur pantau yang terletak ± 2 km dari perusahaan. Jarak antara sumur

dalam satu dengan yang lain berbeda-beda, antara 83-100 m. Akan tetapi

mulai tahun 2004 pemakaian air sumur dalam sudah mulai tidak efektif

lagi karena adanya peraturan dari badan geologi dan pertambangan yang

P a g e 20 | 29

Aliran Air Tanah

menetapkan pengambilan tanah tidak boleh lebih dari 1000 m3/hari.

Sekarang air sumur dalam dimanfaatkan untuk kebutuhan domestik dan

masyarakat desa Harjosari dan desa Gandekan. Untuk memenuhi

kebutuhanperusahaan setiap hari beroperasi 1-2 buah sumur. Air tanah PT

Apac Inti Corpora diolah dengan aerasi dan filtrasi. Besarnyakapasitas air

tanah adalah 205,83 m3/hari.

Air tanah yang dipompa kemudian dilewatkan flowmeter untuk

mengetahui debit air yang dipompa. Alat ini jugadigunakan untuk

mengetahui debit air yang telah dipompa agar tidak melebihi batas yang

diijinkan oleh badan geologi dan pertambangan karena jika melebihi

ketentuan akan terkena denda, selain itu pengambilan air tanah secara

besar- besaran dapat menyebabkan penurunan muka air tanah.

Kualitas Air Baku

Sebagian besar dari parameter- parameter air baku sumur dalam

yang digunakan PT Apac Inti Corpora masih memenuhi standar baku mutu

yang diijinkan, namun ada parameter yang melebihi baku mutu, yaitu Fe.

Kandungan Fe adalah 2,13 mg/lt. sedangkan baku mutu yang diijinkan

adalah 0,3 mg/lt. sehingga kandungan Fe perlu diturunkan. Untuk

menurunkan parameter kualitas air baku sumur dalam terutama Fe, PT

Apac Inti Corpora menggunakan unit pengolahan aerasi dan filtrasi

dengan sand filter.

Unit Pengolahan Air Bersih

Proses pengolahan air sumur PT. Apac Inti Corpora meliputi proses

berikut:

a. Aerasi

Air dari sumur dalam dipompa dengan submersiblelangsung

dialirkan melalui pipa yang kemudian kemudian dipercikkan pada unit

aerasi. Dengan penambahan unitaerasi ini kandungan Fe dapat menurun

hingga 32,39% bila dibandingkan dengan sebelum ada aerasi.

b. Bak Raw Water

P a g e 21 | 29

Aliran Air Tanah

Air dari bak aerasi dialirkan ke bak raw water secara grafitasi

yang berkapasitas 875 m3 dengan dimensi bangunan 35m x 10m x

2,5m dan freeboard 0,38 m dimanapada bagian atas terdapat 4 buah

manhole yang berfungsi sebagai lubang pemeriksaan.

c. Filtrasi

PT Apac Inti Corpora menggunakan unit filtrasi dengan media

pasir kuarsa dengan tujuan untuk menyaring kotoran dan partikel-

partikel yang sangat halus, serta flok-flok dari partikel tersuspensi,

selain itu juga untuk mengurangi kadar Fe dan Mn. Kadar Fe yang

rendah akan mengurangikemungkinan timbulnya karat pada

perlengkapan perpipaan dan lain-lain.

Dengan sand filter ini kandungan Fe setelah aerasi dapat

menurun hingga 36,81%. Tipe filter yang digunakan adalah saringan

pasir cepat (rapid sand filter) dengan jenis pressure filter. Jumlah sand

filter ada 3 buah, tetapi dalam pengoperasiannya bekerja secara

bergantian tergantung daridebit yang akan disaring.

d. Bak Hard Water

Air baku dari sand filter dipompakan ke bak hard water, yang

berkapasitas 1125 m3 yang berbentuk silu-siku (bentuk “L”) dimana

pada bagian atas terdapat 5 buah manhole yang berfungsi sebagai

lubang pemeriksaan.

Gambar Instalasi Pengolahan Air Sumur PT. Apac Inti Corpora

P a g e 22 | 29

Aliran Air Tanah

Gambar 3.2 Instalasi Pengolahan Air Sumur

Keterangan:

1) 8 unit sumur

2) 6 unit smur

3) Bak aerasi

4) Bak raw water

5) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari

6) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari

7) Sand filter kapasitas 2000 m3/hari

8) Bak Backwash

9) Bak Hard Water

10) Air bersih untuk keperluan proses PT. Apac Inti Corpora

11) Air bersih untuk masyarakat sekitar.

3.3 Dampak Pemanfaatan Air Tanah

Peningkatan eksploitasi air tanah yang sangat pesat di berbagai sektor

di Indonesia telah menuntut perlunya persiapan berupa langkah-langkah

nyata untuk menanganinya, khususnya memperkecil dampak negatif yang

ditimbulkannya. Airtanah sebagai salah satu sumberdaya air saat ini telah

menjadi permasalahan nasional. Airtanah yang merupakan sumberdaya

alam terbarukan ( renewal natural resources ) saat ini telah memainkan

peran penting di dalam penyediaan pasokan kebutuhan air bagi berbagai

keperluan, sehingga menyebabkan terjadinya pergeseran nilai terhadap

airtanah itu sendiri. Airtanah pada masa lalu merupakan barang bebas

( free goods ) yang dapat dipakai secara bebas tanpa batas dan belum

P a g e 23 | 29

Aliran Air Tanah

memerlukan pengawasan pemanfaatan, tetapi pada era pembangunan

saatini yang disertai dengan peningkatan kebutuhan airtanah yang sangat

pesat telah merubah nilai airtanah menjadi barang ekonomis ( economic

goods ), artinya airtanah diperdagangkan seperti komoditi yang lain,

bahkan di beberapa tempat airtanah mempunyai peran yang cukup

strategis.

Pengembangan dan Pemanfaatan Air Tanah

Sumberdaya airtanah mempunyai peran cukup penting sebagai

pasokan air untuk berbagai sektor pembangunan, antara lain:

• Air minum perkotaan atau pedesaan

• Air industri

• Air irigasi,dll.

Keunggulan Sumber Daya Air Tanah

Keunggulan sumber daya air tanah yaitu:

Secara Hygienis lebih sehat karena telah mengalami proses filtrasi

secara alamiah.

Cadangan relatif tetap sepanjang tahun.

Mutu relatif tetap.

Apabila air tanah tersedia, dapat diperoleh di tempat tersebut tanpa

peralatan mahal.

o Kekurangan Sumber Daya Air Tanah

Kekeurangan atau kelemahan dari sumber daya air tanah yaitu:

Terdapat di bawah permukaan tanah, untuk pemanfaatannya harus

dilakukan dengan membuat sumur gali / bor.

Keterdapatan tidak merata pada setiap tempat.

Cadangannya terbatas, untuk keperluan air minum perkotaan atau

air irigasi / industri yang cukup besar, mungkin cadangan tidak

mencukupi.

P a g e 24 | 29

Aliran Air Tanah

o Dampak Pemanfaatan Air Tanah

Pada kenyataannya pemanfaatan air untuk memenuhi kebutuhan sektor

industri dan jasa masih mengandalkan airtanah secara berlebih dapat

menimbulkan dampak negatif terhadap sumber daya air tanah maupun

lingkungan, antara lain:

Penurunan muka air tanah

Pemanfaatan air tanah yang terus meningkat menyebabkan

penurunan muka airtanah. Hasil rekaman muka airtanah pada

sumur-sumur pantau didaerah pengambilan airtanah intensif seperti:

Cekungan Jakarta, Bandung, Semarang,Pasuruan, Mojokerto

menunjukkan kecenderungan muka airtanahnya yang terus

menurun. Demikian juga di daerah DIY.

Contoh cekungan di daerah Semarang:

Perubahan kedudukan muka airtanah di cekungan Semarang

periode 1993- 1994 diuraikan berikut ini;

Daerah Semarang Utara meliputi Pusat Kota, pemukiman Tanah

Mas (Muka Air tanah Statis) dan daerah industri Kaligawe,

MASnya antara 14,19 – 28,91m. bmt, denganpenurunan antara

0,6-1,9 m/tahun.

Daerah Semarang Selatan meliputi daerah Candi, Banyumanik

MASnya antara 20,24 - 48,24 m.bmt dengan penurunan antara

0,37- 0,70 m/tahun.

Daerah Kendal meliputi Kec. Kaliwungu, kota Kendal MAS nya

antara +1,0 hingga 21,16 m.bmt dengan penurunan antara 0,20 –

0,55 m/tahun.

Daerah Demak meliputi Kota demak dan Mranggen MASnya

antara + 0,50 hingga 25,40 m.bmt dengan penurunan antara 0,15

–0,45 m/tahun.

Intrusi air laut

Apabila keseimbangan hidrostatik antara airtanah tawar dan

airtanah asin di daerah pantai terganggu, maka akan terjadi

P a g e 25 | 29

Aliran Air Tanah

pergerakan airtanah asin/air laut ke arah darat dan terjadilah intrusi

air laut.

Terminologi intrusi pada hakekatnya digunakan hanya

setelah ada aksi, yaitu pengambilan airtanah yang mengganggu

keseimbangan hidrostatik. Adanya intrusi air laut ini merupakan

permasalahan pada pemanfaatan airtanah di daerah pantai, karena

berakibat langsung pada mutu airtanah.

Airtanah yang sebelumnya layak digunakan untuk air

minum, karena adanya intrusi air laut, maka terjadi degradasi mutu,

sehingga tidak layak lagi digunakan untuk air minum.

Intrusi air laut teramati didaerah pantai Jakarta, Semarang,

Denpasar, Medan dan daerah-daerah pantai lainnya yang

pemanfaatan airnya telah demikian intensif.

Contoh cekungan di daerah Semarang:

Daerah Semarang bagian utara penyusupan air asin

semakin meningkat sejak beberapa tahun terakhir, terutama pada

daerah pemukiman pusat perkotaan, dan di beberpa wilayah

industri di bagian utara, miksalnya daerah sekitar Muara Kali

Garang, Tanah Mas, Pengapon, Simpang Lima. Data penyusupan

air asin tersebut diatas adalah berdasarkan hasil pemantauan dari

beberapa sumur gali penduduk yang tersebar, maupun dari kualitas

sumur bor di beberapa tempat. Didaerah Semarangpenyusupan air

asin ini diperkirakan sudah mencapai sejauh 2 km ke arah selatan

garis pantai.

Amblesan tanah

Permasalahan amblesan tanah (land subsidence) dapat akibat

pengambilan airtanah yang berlebihan dari lapisan akuifer yang

tertekan (confined aquifers). Akibat pengambilan yang berlebihan

(over pumpage), maka airtanah yang tersimpan dalam pori- pori

lapisan penutup akuifer (confined layer) akan terperas keluar dan

P a g e 26 | 29

Aliran Air Tanah

mengakibatkan penyusutan lapisan penutup tersebut. Refleksinya

adalah penurunan permukaan tanah.

Amblesan tanah tidak dapat dilihat seketika, tetapi teramati

dalam kurun waktu yang lama dan berakibat pada daerah yang luas.

Meskipun penyebab penurunan tersebut masih memerlukan

penelitian dan pemantaun rinci, namun bila mengacu fenomena

serupa beberapa kota dunia seperti Bangkok, Venesia, Tokyo

maupun Meksiko dapat diyakini, bahwa penurunan tersebut adalah

bukti amblesan tanah yangdisebabkan oleh pengambilan airtanah

yang berlebihan.

Contoh Cekungan di daerah Semarang:

Amblesan tanah terjadi juga didaerah pantai utaraSemarang

dengan indikasi telah mulai tampak antara lain:

Fondasi sumurbor pantau di kompleks Sekolah STM Perkapalan

dekat Muara kali Garang, Tambak Ikan seolah-olah terangkat

kurang lebih 20 cm (Juli1994), namun pada kenyataan

permukaan tanah di sekitarnya yang mengalamipenurunan.

Terjadinya retakan-retakan pada lantai bangunan Sekolah

Pelayaran Singosari, hampir pada semua bangunan di kompleks

tersebut.

Terjadinya genangan air laut di daerah pantai, dan banjir di

bagian Muara Kali Karang yang sebelumnya belum pernah

terjadi.

P a g e 27 | 29

Aliran Air Tanah

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Hidrologi memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik lingkungan , kebijakan

lingkungan serta perencanaan karena hidrologi ini mempelajari juga mengenai

siklus hidrologi yaitu siklus pada bumi dan perilaku. Akuifer memiliki parameter-

parameter tertentu yaitu koefisien kelulusan dan transmissivitas. Terdapat 4 jenis

akuifer yaitu akuifer bebas , akuifer setengah bebas , akuifer tertekan dan akuifer

setengah tertekan.

Berdasarkan fungsi dan kegunaannya terdapat 3 aspek penting hidrogeologi

yaitu aspek sebagai sumber alam yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

manusia, aspek bagian hidrologi di dalam tanah yang mempengaruhi

keseimbangan siklus global, aspek anggota atau gen dari geologi.

4.2 Saran

Kebearadaan air dalam kehidupan merupakan suatu kebutuhan yang sangat

penting, sebab semua mahkluk hidup di bumi membutuhkan air sebagai salah satu

sumber kehidupan.Oleh karena itu diperlukan suatu ilmu yang dapat membantu

kita untuk mengetahui tentang air sehingga kita dapat mengelola air dengan baik

agar selalu tersedia untuk memenuhi kebutuhan kita. Selain itu pula , mengingat

air sangat penting bagi kehidupan kita maka diharapkan kita maju menjaga dan

memelihar lingkungan karena air sangat tergantung pada lingkungannya dimana

tempat ia berada.

P a g e 28 | 29

Aliran Air Tanah

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Air_tanah. DIakses 10 Oktober 2015

Riska Febriani. (2012, Juni ). Akuifer. Diakses 10 Oktober 2015 .

https://www.academia.edu/4531032/AKUIFER

Budhi setiawan, ( 2013 , Agustus). Akuifer. Diakses 10 Oktober 2015.

http://budhisetiawan.net/courses/airtanah/akuifer/

P a g e 29 | 29