MODUL PRAKTIKUMPemetaan Hidrogeologi

Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Lingkungan, Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. mahasiswa mampu mengidentifikasi karakteristik fisik

airtanah dengan menggunakan alat.

2. Mahasiswa mampu mengidentifikasi jenis kemunculan

mataair.

3. mahasiswa mampu membuat peta aliran airtanah dangkal

dari data kedalaman muka air tanah.

4. mahasiswa mampu mengidentifikasi karakteristik akifer

dari hasil uji pemompaan.

1.2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan adalah :

1. Alat ukur posisi (GPS dan Altimeter)

2. Alat ukur karakteristik air (pH meter, EC meter, TDS

meter, dan Termometer)

3. Alat ukur kedalaman sumur (Pita ukur 15 meter + bandul)

4. Alat ukur waktu (Stop watch)

BAB 2

DASAR TEORI

2.1. Pengamatan karakteristik airtanah

Karakteristik airtanah dapat diamati langsung di lapangan.

Beberapa karaktesistik yang dapat diamati yaitu tipe kemunculannya,

pH, Konduktivitas (Electric Conductivity/EC), Zat Padat Terlarut

(Total Dissolve Solid/TDS).

Tipe kemunculan airtanah secara alami yaitu pada mataair dan

buatan pada sumur gali maupun sumur bor. Secara alami berdasarkan

jenis keterjadiannya, terdapat 4 (empat) jenis kemunculan mataair,

yaitu :

1. Depression spring (Mataair depresi)

Mata air yang disebabkan karena permukaan tanah memotong

muka air tanah (water table).

2. Contact springs (Mataair kontak)

Mata air akibat kontak antara lapisan akifer dengan lapisan

impermeabel pada bagian bawahnya.

3. Fracture artesian springs (Mataair Rekahan)

Mata air yang dihasilkan oleh akifer tertekan yang terpotong

oleh struktur impermeabel.

4. Solution tubular springs (Mataair Pelarutan)

Mata air yang terjadi akibat pelarutan batuan oleh air tanah.

Gambar Jenis-jenis mata air berdasarkan keterjadiannya

(sumber : Bryan, 1919 dalam Todd, 1980).

2.2. Aliran airtanah

Kondisi airtanah di dalam akifer dapat digambarkan menjadi

suatu peta isofreatik dan suatu jaring aliran airtanah.

1. Peta Isofreatik

Peta isofreatik adalah peta kesamaan muka airtanah yang

dibuat berdasarkan pengamatan ketinggian muka airtanah. Peta

isofreatik ini dapat dibagi menjadi dua:

1) Watertable map : Peta kesamaan muka air tanah untuk

akifer bebas

2) Piezometric map : Peta kesamaan muka air tanah untuk

akifer tertekan

Guna peta isofreatik adalah :

a) Untuk menentukan kedalaman sumur

b) Untuk menentukan arah aliran air tanah

c) Untuk menentukan gradien hidrolik

d) Untuk memperkirakan debit suatu akifer

e) Untuk eksplorasi air tanah lebih lanjut

Syarat batas pembuatan peta isofreatik adalah :

a) Penentuan ketinggian muka airtanah harus pada

lapisan akifer yang sama dan menerus

b) Akifer bersifat homogen isotropik (akifer ideal)

2. Cara pembuatan peta isofreatik

Secara umum pembuatan peta isofreatik hampir sama

dengan pembuatan peta topografi yaitu dengan membuat kontur

(menghubungkan titik-titik ketinggian yang sama). Namun di

sini titik-titik itu adalah titik ketinggian muka air tanah yang

didapat dari sumur galian ataupun sumur bor pada akifer yang

sama. Titik ikat yang lain adalah mata air.

Contoh cara penentuan muka air tanah pada sumur

galian:

t = tinggi pagar sumur

D = kedalaman muka air tanah dari bibir pagar)

d = D – t (kedalaman muka air tanah dari muka tanah)

T = topografi

s = T – d (ketinggian muka air tanah)

Gambar Penentuan tinggi m.a.t (Sumber : Fetter, 1980)

3. Penentuan gradien hidrolik dan arah aliran

Penentuan gradien hidrolik dapat dilakukan dengan

metoda ‘Tiga Titik’ pada jenis titik ikat yang sama yaitu :

- Tiga titik sumur bor/galian atau

- Tiga titik mata air

Dari metoda tiga titik ini akan didapat nilai gradien

hidrolik (i) :

Contoh pada Gambar i = h/L

i = (40-30)m/L

i = 10 m/L

Sedangkan L = panjang tegak lurus terukur garis head x skala

peta

Gambar Penentuan Gradien Hidraulik Metoda Tiga Titik.

Sedangkan arah aliran diambil dari gradien head yang

tinggi ke rendah (Sumber : Fetter, 1980)

4. Jaring aliran airtanah

Jaring airtanah terdiri dari dua jenis garis. Garis pertama

adalah garis ekipotensial (equipotential lines) yang

menghubungkan titik-titik dengan head (tekanan hidrostatik)

yang sama. Garis kedua adalah garis aliran (flow lines) yang

menunjukkan pola aliran ideal air di dalam akifer. Karena air

akan selalu mengalir ke titik dengan selisih head yang paling

besar, maka garis aliran akan selalu membentuk sudut tegak

lurus dengan garis ekipotensial.

Gambar Peta kontur aliran airtanah bebas dan jaring airtanah

(Sumber : Fetter, 1980)

Gambar Penampang aliran airtanah bebas dan jaring airtanah

(Sumber : Fetter, 1980)

5. Kecepatan aliran airtanah

Kecepatan aliran airtanah dapat dihitung dengan

menggunakan hukum Darcy dan persamaan kecepatan hidrolik:

Q = KA (dh/dl) (hukum Darcy)

Q = Av (persamaan kecepatan)

Sehingga dihasilkan persamaan :

v = K.(dh/dl).1/n

dengan, v = kecepatan aliran dh/dl = gradien hidraulik K = konduktivitas hidraulik

n = porositas

2.3. Uji Pemompaan (Pumping Test)

Uji pemompaan merupakan suatu tahapan untuk menguji

kapasitas debit dan parameter-parameter fisik akifer sebelum

dilakukan tahapan ekspolitasi pada sumur bor tersebut. Secara umum

uji pemompaan atau Pumping Test terdiri dari dua metoda yaitu uji

akfer dan uji pompa.

a. Uji Akifer

Merupakan suatu test pemompaan yang dilakukan

hanya pada 1 akifer dengan pengamatan pada beberapa sumur

pantau (observation well) atau piezometer disekitar sumur uji.

b. Uji Pompa

Merupakan suatu uji pemompaan yang dilakukan pada

beberapa akifer dalam satu sumur bor dengan pengamatan pada

beberapa sumur pantau (observation well) atau piezometer

disekitar sumur uji.

Dari kedua tahapan tersebut akan dicari besaran dari parameter

hidrolik akifer. Ada beberapa parameter hidrolik yang penting yaitu

Debit air (Q), Koefisien Transmissivitas (T), Konduktifitas Hidrolik

(K), dan Koefisien Isian (S).

a. Q (Debit Air) dengan satuan m3/s.

Q = (V).A= (K.i).A= K(i).A= K(dh/dl).A

Q ini dapat merupakan volume air yang dikeluarkan per

satuan waktu.

b. T (Koefisien Transmissivitas) dengan satuan m2/s.

Satuan yang menunjukan kecepatan aliran dibawah satu

unit gradien hidrolik melalui sebuah penampang pada seluruh

tebal jenuh suatu akifer.

c. K (Konduktifitas Hidraulik) dengan satuan m/s.

Dapat didefinisikan sebagai sebuah koefisien yang

secara proporsional mengambarkan kecepatan air yang dapat

melaju melalui media permeable dalam unit waktu dan unit

gradien hidrolik. Densitas dan Viskositas air harus diperhatikan

dalam mendeterminasi Hydraulic Conductivity.

K = T/b (b sebagai ketebalan kumulatif dari akifer)

d. S (Koefisien Isian) tanpa satuan

Merupakan nilai yang menyatakan volume air yang dapat

dikeluarkan/dimasukan dari/ke akifer pada unit luas dan per unit

perubahan paras muka air

Dalam tahapan uji pompa / akifer, maka pertama-tama harus

dipahami jenis akifer yang akan diuji. Dengan memahami jenis

akifer, maka dapat digunakan metoda yang akurat dalam tahapan

pumping test. Jenis jenis metoda yang digunakan dapat dilihat pada

tabel dibawah ini (Kruseman G.P & de Ridder, 1994)

Tipe Akifer Unconfined Aquifer Confined aquifer Leaky Aquifer

Jenis

AliranSteady Unsteady Steady Unsteady Steady Unsteady

MetodaThiems-

dupuit

Neuman`s

Wive-

fitling

Thiems1. Theis

2. Jacob

1. De-Glees

2. Hantus-

Jacob

1. Walton

2.Hantus`

Wirve-

Fitling

Dalam melakukan praktikum lapangan, sumur yang diuji

merupakan sumur gali (dug well), oleh karena itu metode yang

digunakan adalah uji pompa untuk unconfined akifer.

DAFTAR PUSTAKA

1. Australian Drilling Industry, 1997, Drilling The Manual of

Methods, Application and Management, Lewis Publisher New

York.

2. Bedient, Philip B., Rifai, Hanadi S., Newell, Charles J.,

Ground Water Contamination Transport and Remediation, by

PTR Prentice-Hall, Inc., A Paramount Communications

Company Englewood Cliffs, New Jersey., 1994,23-25

3. Fetter, C.W, 1980, Applied Hydrogeology, 3rd Edition,

Merrill Pubs.co. Colombus Ohio Uniterd States of America.

4. Freeze, R. Allan., Cherry, Jhon A., Ground water, by

Prentice- Hall,Inc.,Englewood Cliffs.N.J.,1979, 167-191.

5. Karen J. Dawson & Jonathan D. Istok, Aquifer Testing,

Design, and Analysis of Pumping and Slug Tests, 1991, Lewis

Publishers New York.

6. Kruseman, G.P. , & M.A de Ridder, 1994, Analysis &

Evaluation of Pumping Test Data, Publication 47,

Wegeningen, The Netherlands

7. Suharyadi, Diktat Kuliah Geohidrologi, Jurusan Teknik

Geologi Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada, 1984, 79-

83.

8. Todd, D.K., Groundwater Hydrology, 1980, 2nd edition, John

Wiley & Sons, New York, 535 p.

LAMPIRAN 1. CONTOH DATA PENGAMATAN MATAAIR

LAMPIRAN 2. CONTOH DATA PENGAMATAN SUMUR

LAMPIRAN 3. CONTOH DATA PENGAMATAN MAT

LAMPIRAN 3. CONTOH DATA PUMPING TEST