BAB VI

HIDROLOGI DAN HIDROGEOLOGI

Sistem penambangan yang diterapkan untuk penambangan di Dusun Sangon

Desa Kalirejo adalah sistem tambang bawah tanah. Keberadaan air tanah pada operasi

tambang bawah tanah telah menjadikannya sebagai salah satu faktor batasan terpenting

terhadap tingkat keberhasilan ekonomis awal dari suatu operasi penambangan. Semakin

dalam kemajuan penambangan penambangan tambang bawah tanah, maka tingkat

permasalahan air tanah akan semakin sulit. Oleh karena itu perlu adanya sistem

penyaliran yang baik. Penyaliran diperlukan sebagai penunjang kelancaran dalam

kegiatan penambangan. Sistem penyaliran yang ada di lokasi tambang bawah tanah

(Underground Mining) dilaksanakan karena akumulasi air di dalam tambang yang harus

dikeluarkan. Gangguan air tanah selama tahap kegiatan tambang bawah tanah antara

lain:a. Masalah kedalaman air.b. Sifat fisik air.c. Masalah lingkungan air tanah.d. Kekuatan massa batuan.e. Aliran air yang tak terduga.

Penyaliran pada tambang bawah tanah umumnya dilakukan dengan cara sebagai

berikut:

1. Drainase dengan tunnel (terowongan)

Yaitu dengan membuat tunnel bila topografi di daerahnya memungkinkan dimana

terowongan ini dibuat sebagai level pengeringan tersendiri untuk mengeluarkan air

tambang bawah tanah. Dalam sistem tunnel ini diterapkan pada tambang bawah tanah

yang mempunyai level banyak. Di setiap level dibuat adit, dari sini dialirkan ke adit

terakhir di bagian bawah dengan melalui shaft. Dengan gaya gravitasi, sistem ini tidak

memerlukan pompa.

2. Penyaliran tambang dengan pemompaan

1

Yaitu dengan mengeluarkan air yang terkumpul pada dasar shaft atau sumuran

bawah tanah yang sengaja dibuat untuk menampung air dari permukaan maupun air

rembesan air bawah tanah. Air yang sudah terkumpul tersebut selanjutnya dipompa

keluar atau ke permukaan tambang. Penyaliran dengan pemompaan dapat dilakukan

dengan sistem pemompaan langsung menggunakan pompa slurry dan dengan sistem

pemompaan tidak langsung berupa fasilitas pompa yang terpasang secara terpisah untuk

memompa air bersih (tidak berlumpur), dimana air tambang yang terkumpul diendapkan

terlebih dahulu untuk memisahkan air jernih dengan endapan lumpur pada suatu sumur

pengendap (settler sump).

Upaya penyaliran air yang dilakukan pada PT. Sangon Gold Mining adalah

dengan membuat paritan kecil sisi kanan berbentuk trapezium dengan lebar atas 14 cm,

lebar bawah 7 dan kedalamannya 6 cm. Pada tambang ini, dimensi lebar lubang bukaan

harus ditentukan dengan terlebih dahulu karena metode tambang ini adalah tambang

bawah tanah dengan dimensi lebar lubang bukaan yang terbatas lebarnya. Jadi dimensi

yang bisa direkayasa atau diubah-ubah adalah dimensi kedalaman dari paritan tersebut,

dengan tujuan dapat mengalirkan air keluar tambang berdasarakan gravitasi tanpa

adanya genangan air pada lubang bukaan tambang. Pemilihan metode penyaliran dengan

paritan dipilih karena lebih murah dibandingkan dengan metode pemompaan.

Agar dalam melakukan kajian hidrogeologi dapat berjalan lancar dan tepat

sasaran, diperlukan kerangka kajian. Kerangka kajian ini sebagai acuan pelaksanaan

kajian di lapangan, terutama cakupan materi, data-data yang harus diambil, urutan dan

kaitan masing-masing aspek kajian serta hasil yang diperoleh. Secara ringkas kerangka

kajian mencakup :

a. Kajian Hidrologi

b. Kajian Hidrogeologi

c. Pengendalian Air tambang

d. Perhitungan dimensi saluran terbuka

e. Rancangan kolam pengendapan

f. Diagram alir kerangka kajian hidrogeologi dapat dilihat di bawah ini.

2

KAJIAN HIDROGEOLOGI

KAJIAN HIDROLOGI Daerah Plampang 2, meliputi :Kondisi Hidrologi daerah Kondisi morfolofi daerah Analisis data curah hujan

KAJIAN HIDROGEOLOGI Daerah Plampang 2, meliputi :Kondisi geologi.Kondisi akuifer.Kondisi airtanah.Kondisi kualitas airtanah.

M A T E R I K A J I A N

PENGENDALIAN AIR TAMBANG

Lokasi dan jumlah lubang bukaanLuas daerah tangkapan hujanRencana kemajuan tambang (kemajuan lubang bukaan)Sumber dan jumlah air tambang

Perhitungan saluran air (paritan) untuk air tambang.Perhitungan dimensi kolam pengendapan.

DATA MASUKAN

DATA MASUKAN

Kerangka kajian hidrogeologi lubang bukaan Dusun SangonDesa Kalirejo Kecamatan Kokap Kabupaten Kulonprogo

DIMENSI SALURAN AIR (PARITAN)RANCANGAN KOLAM PENGENDAPAN

Gambar 6.1

3

6.1. KAJIAN HIDROLOGI

Pada umumnya proses-proses yang berkaitan dengan daur air merupakan yang

periodik terhadap ruang dan waktu, yang tergantung pada pergerakan bumi terhadap

matahari dan rotasi bumi pada porosnya. Dusun Sangon Desa Kalirejo Kecamatan

Kokap Kabupaten Kulonprogo, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta memiliki iklim

tropis yang ditandai dengan adanya pergantian dua musim, yaitu musim hujan dan

musim kemarau. Upaya penyaliran air menuju sumuran dan mencegah genangan air

pada tunnel dilakukan dengan membuat paritan pada sisi tunnel.

6.1.1. Kondisi Hidrologi Daerah Penyelidikan

Dusun Timur Sangon Desa Kalirejo Kecamatan Kokap Kabupaten Kulonprogo,

Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta mempunyai iklim tropis dengan musim hujan

dari bulan November sampai dengan bulan Mei dan musim kemarau dari bulan Juni

sampai dengan bulan Oktober. Temperatur udara berkisar antara 26º-33º. Curah hujan

tahunan berkisar antara 386 mm sampai 1.556 mm, dengan rata-rata pertahun sebesar

2297,6 mm. Jumlah hari hujan tahunan berkisar antara 101 hari sampai 195 hari, dengan

rata-rata pertahun sebesar 160,6 hari .

6.1.2. Morfologi Daerah Penelitian

Berdasarkan bentuk, ketinggian dan sudut lereng morfologi daerah perencanaan

dapat dibedakan menjadi 2 morfologi, yaitu satuan morfologi perbukitan dan satuan

morfologi dataran. Berdasarkan relief dan genesanya, geomorfologi daerah ini termasuk

satuan pegunungan struktural yang merupakan satuan perbukitan berlereng terjal dengan

sudut kemiringan topografi 15° - 70° serta elevasi berkisar antara 100 – 537 meter dpl.

Peta topografi ditandai dengan garis kontur yang rapat, yang mencerminkan daerah

perbukitan berlereng cukup curam. Bentuk puncak – puncak bukit umumnya agak

meruncing dengan litologi penyusun berupa andesit, mikrodiorit dan breksi andesit.

Selain itu juga termasuk dalam satuan dataran alluvial Secara umum satuan ini

merupakan daerah datar dengan kelerengan kurang dari 2° dan mempunyai elevasi

berkisar antara 12 – 65 meter diatas muka air laut. Litologi penyusun pada umumnya

4

berupa endapan alluvial yang terdiri dari lempung, kerikil, kerakal sampai bongkah hasil

pelapukan batuan.

Morfologi bagian tengah berupa perbukitan yang bergelombang. Secara regional

daerah penambangan di Dusun Timur Sangon mempunyai ketinggian sekitar ketinggian

150-700 m (dpl). Daerah KP berada pada daerah perbukitan dengan ketinggian antara

247-323 m.

6.1.3. Curah Hujan

Curah hujan akan menunjukkan suatu kecenderungan pengulangan. Sehubungan

dengan hal tersebut, dalam analisis curah hujan dikenal istilah periode kemungkinan

ulang (return period), yang berarti kemungkinan periode terulangnya suatu tingkat curah

hujan tertentu. Satuan periode ulang adalah tahun. Dalam perancangan suatu bangunan

air atau dalam hal ini adalah sarana penyaliran tambang, salah satu kriteria perancangan

adalah hujan rencana, yaitu curah hujan dengan periode tertentu atau curah hujan yang

memiliki kemungkinan akan terjadi sekali dalam suatu jangka waktu tertentu. Data

curah hujan yang diperoleh dari stasiun pengamatan hujan merupakan data kasar yang

tidak dapat digunakan secara langsung untuk perhitungan dalam analisis curah hujan.

Oleh karena itu, data tersebut harus diolah terlebih dahulu dengan menggunakan metode

statistik. Tetapi untuk tambang bawah tanah, curah hujan tidak terlalu berpengaruh

terhadap air yang akan masuk ke dalam tambang.

6.1.4 Siklus Hidrologi

Di bumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 Milyar km3 air : 97,5 % adalah air

laut, 1,75 % berbentuk es dan 0,73% berada di daratan sebagai air sungai, air danau, air

tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di udara.Air di bumi ini mengulangi

terus menerus sirkulasi penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Air

menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut, berubah menjadi awan sesudah

melalui beberapa proses dan kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan laut

atau daratan. Sebelum tiba ke permukaan bumi sebagian langsung menguap ke udara

dan sebagian tiba ke permukaan bumi. Tidak semua bagian hujan yang jatuh ke

permukaan bumi mencapai permukaan tanah. Sebagian akan tertahan oleh tumbuh-

5

tumbuhan dimana sebagian akan menguap dan sebagian lagi akan jatuh atau mengalir

melalui dahan-dahan ke permukaan tanah.

Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah

(infiltrasi). Bagian yang lain merupakan kelebihan akan mengisi lekuk-lekuk permukaan

tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan

akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam

perjalanan ke laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang

masuk ke dalam tanah keluar kembali segera ke sungai-sungai (disentuh aliran

intra=interflow). Tetapi sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (groundwater)

yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama ke permukaan

tanah di daerah-daerah yang rendah (disebut groundwater runoff = limpasan air tanah).

Jadi, sungai itu mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan permukaan

(surface runoff), aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff)

yang akhirnya akan mengalir ke laut. Singkatnya adalah: uap dari laut dihembus ke atas

daratan (kecuali bagian yang telah jatuh sebagai presipitasi ke laut), jatuh ke daratan

sebagai presipitasi (sebagian jatuh langsung ke sungai-sungai dan mengalir langsung ke

laut). Sebagian dari hujan atau salju yang jatuh di daratan menguap dan meningkatkan

kadar uap di atas daratan. Bagian yang lain mengalir ke sungai dan akhirnya ke laut.

Sirkulasi yang kontinyu antara air laut dan air daratan berlangsung terus.

Sirkulasi air ini disebut siklus hidrologi (hydrological cycle). Sirkulasi air ini

dipengaruhi oleh kondisi meteorologi (suhu, tekanan, atmosfer, angin, dan lain-lain) dan

kondisi topografi, kondisi meteorologi adalah faktor-faktor yang menentukan.

Dalam proses sirkulasi air, penjelasan mengenai hubungan antara aliran kedalam

(inflow) dan aliran keluar (outflow) di suatu daerah untuk suatu periode tertentu disebut

neraca air (water balance)

Umumnya, terdapat Hubungan keseimbangan sebagai berikut:

P = D + E + G + M

Keterangan :P = PresipitasiD = Debit

6

E = EvapotransportasiG = Penambahan (supply) air tanahM = Penambahan kadar kelembaman tanah (moisture content)

Gambar 5.2

Daur Hidrologi

6.2. KAJIAN HIDROGEOLOGI

6.2.1. Kajian Akuifer

Air tanah ditemukan pada formasi geologi permabel yang dikenal sebagai akifer

yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar untuk bergerak melaluinya pada

kondisi lapangan yang biasa. Sehingga akuifer adalah lapisan batuan atau tanah yang

permeable, dimana dapat menyimpan dan meloloskan air.

Litologi pada daerah penelitian berdasarkan hasil pemboran secara umum terdiri

atas 5 lapisan, yaitu batuan andesit lapuk, profilit, algirit, urat kuarsa dan batuan andesit

yang masih segar dengan ketebalan yang bervariasi. Jenis akuifer pada daerah tersebut

adalah akuifer rekahan yaitu yang terdapat pada batuan andesit lapuk. Akuifer ini

terletak pada kedalaman 0 m (permukaan tanah) hingga 15 m.

7

Beberapa parameter akuifer adalah :

1. Koefisien simpanan

Koefisien simpanan diberi batas sebagai volume air yang akan dilepaskan (atau

diambil) oleh akuifer ke dalam simpanan per satuan luas permukaan akuifer dan

per satuan perubahan tinggi.

2. Permeabilitas

Merupakan suatu ukuran kemudahan ain mengalir melalui suatu media porous.

Koefisien kelulusan dihitung dengan rumus Todd :

K = -

VdH

dL

Keterangan :

K = koefisien kelulusan, m/hr

V = kecepatan aliran, m/hr

dH/dL = gradient hidrolik, m/hr

Transmisivitas = m2/hari6.2.2. Kajian Kondisi Air Tanah

Keberadaan air tanah pada operasi tambang bawah tanah telah menjadikan salah

satu faktor batasan penting terhadap tingkat keberhasilan ekonomis awal dari suatu

operasi penambangan. Semakin dalam kemajuan penambangan tambang bawah tanah,

maka tingkat permasalahan air tanah akan semakin sulit. Kondisi air tanah dapat

ditentukan dengan menggunakan tekanan air yang keluar dari kekar / joint (joint water

pressure) dan debit air dalam 10 m panjang terowongan atau secara umum dan mudah

dilakukan , yaitu dengan memperhatikan keadaan atap dan dinding terowongan secara

visual, sehingga diperoleh keadaan air di terowongan adalah kering, lembab, menetes

dan mengalir.

6.3. PENGENDALIAN AIR TAMBANG

Kedalam setiap tambang, banyak atau sedikit selalu ada air yang mengalir masuk

ke dalam tambang. Air ini masuk melalui batas perlapisan, celah–celah batuan ataupun

8

patahan. Air tersebut perlu dikeluarkan secara terus menerus supaya tambang jangan

sampai kebanjiran. Pengendalian air tambang ini meliputi pengendalian air limpasan, air

yang masuk tambang, dimensi saluran air, penentuan kolam pengendapan dan penentuan

letak dan jumlah pompa. Adapun air yang masuk kedalam tambang ini dapat berasal dari

:

1. air material isian

Disini air yang dimasukkan guna memenuhi keperluan penambangan, 450 liter/jam

air yang timbul karena pengisian diperkirakan sejumlah 60 liter/menit (lampiran f.1).

2. Air tanah (air dari akuifer).

Air yang tertahan dalam lapisan akan mengalir masuk ke dalam tambang ketika

lapisan–lapisan tersebut ditembus atau dapat juga karena gerakan–gerakan lapisan

disekitarnya. Jumlah air yang berasal dari sumber ini diperkirakan berasal dari akuifer

tertekan. Akuifer tertekan (confined aquifer) merupakan lapisan permeabel yang

sepenuhnya jenuh oleh air dan dibatasi oleh lapisan-lapisan impermeabel (confining

beds) baik di bagian di dalam aquifer tersebut berada dalam kondisi tertekan sehingga

jika terdapat sumur yang menembus akuifer tersebut akan lebih tinggi dari atas akuifer.

Bila air pada sumur tersebut lebih tinggi daripada permukaan tanah.

Masuknya air kedalam tambang harus dicegah atau dikeluarkan agar tambang tidak

menjadi banjir. Pencegahan masuknya air kedalam tambang dapat dilakukan dengan

jalan membuat parit pada lereng– lereng bagian atas singkapan, kemudian

mengalirkannya ke tempat lain keluar daerah penambangan.

9