1

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangDewasa ini, perusahaan-perusahaan di bidang pertambangan semakin banyak. Dunia pertambangan itu sendiri saling berkaitan dengan bidang lain, seperti ilmu geologi, ekonomi, hidrologi, hidrogeologi, dll. Pada makalah ini, yang akan dibahas mengenai kaitannya dengan ilmu hidrologi dan hidrogeologi yang mana keduanya termasuk ke dalam penyaliran tambang.Hidrologi merupakan ilmu kebumian yang berkaitan tentang air di bumi, terjadinnya, peredarannya, sifat-sifatnnya (kimia maupun fisiknya), hubungan antara makluh-makluk hidup maupun reaksi beserta lingkungannya. Dengan kata lain dan perkembangan yang ada ilmu hidrologi mempelajari siklus air di bumi sehingga dengan mempelajari siklus air akan mengetahui informasi-informasi yang berkaitan dengan air dan nantinnya dapat memberi pemecahan bagi masalahmasalah lingkungan sekitar yang berkaitan dengan air. Di dunia pertambangan dibutuhkan mempelajari ilmu ini untuk mengetahui sumber mata air (pembuatan sumur), siklus air, curah hujan, air hujan, dan sebagainya.Sedangkan hidrogeologi pada dasarnya membahas mengenai pergerakan dan kondisi air tanah. Di dalam dunia pertambangan, air tanah menjadi suatu masalah yang sangat urgent bagi para engineer. Air tanah sangat mempengaruhi kegiatan pertambangan baik itu tambang terbuka, terlebih lagi tambang bawah tanah. Oleh karena itu, sebagai engineer tambang, kita sangat harus mempelajari ilmu penyaliran tambang yang mana berkaitan dengan ilmu hidrologi dan ilmu hidrogeologi.

B. Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut:a. Apa yang dimaksud dengan hidrologi dan hidrogeologi?b. Jelaskan apa itu siklus air (siklus hidrologi)?c. Jelaskan bagaimana keterdapatan air di bawah permukaan (air hujan, curah hujan, dll)?d. Jelaskan apa perbedaan permeabilitas dan porositas?e. Apa yang dimaksud dengan uji pompa?f. Apa yang dimaksud dengan artesis positif, negatif, dan nol?g. Apa yang dimaksud dengan garis pisometrik?

C. TujuanAdapun tujuan umum pembuatan makalah ini yaitu untuk memenuhi tugas mata kuliah penyaliran tambang yang diberikan oleh Bapak Rizal Fahmi, S.T.Sedangkan tujuan khusus pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:a. Mahasiswa mampu memahami tentang hidrologi dan hidrogeologi.b. Mahasiswa mampu menjelaskan serta memahami tentang siklus air.c. Mahasiswa dapat mengetahui keterdapatan air di bawah permukaan serta kaitannya dengan air hujan, curah hujan, dan sebagainya.d. Mahasiswa mampu membedakan antara permeabilitas dan porositas.e. Mahasiswa juga dapat memahami tentang uji pompa, artesis positif, artesis negatif, artesis nol, setra garis pisometrik.

BAB IIPEMBAHASANA. Pengertian Hidrologi dan Hidrogeologi1. HIDROLOGIHidrologi merupakan ilmu yang mempelajari siklus air di bumi. Pada prinsipnya jumlah air di bumi tetap dan mengikuti suatu aliran yang disebut siklus hidrologi. Siklus hidrologi merupakan proses perputaran pergerakan air dari satu bentuk ke bentuk lain (cair, padat, maupun gas) yang terjadi di bumi secara kontinu melalui proses kondensasi, presipitasi (hujan), penguapan, transpirasi, inflitrasi, aliran limpasan dan lain-lain. Siklus hidrologi ini di bagi menjadi tiga yaitu siklus pendek, siklus panjang dan siklus sedang. Akantetapi, secara umum siklus hidrologi dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini.

Gambar 1. Siklus Hidrologi (http://bardowenang.blogspot.com/2010/04/siklus-air-di-bumi.html)Pada gambar diatas dengan adanya sinar matahari maka semua air yang berada di permukaan bumi akan berubah wujud menjadi uap atau gas akibat proses evaporasi atau penguapan. Uap atau gas ini akan bergerak di udara (atmosfer) akibat adannya perubahan temperatur, terjadi proses kondensasi sehingga uap berubah menjadi tetesan air kecil. Tetesan-tetesan air ini akan bergabung satu dengan yang lainnya sehingga membentuk awan yang nantinya akan bergerak karena udara turbulen. Apabila butiran-butiran ait tersebut cukup banyak karena adanya gaya gravitasi bumi sehingga butiran-butiran air tersebut jatuh ke bumi dan terjadilah hujan, proses butiran-butiran ait tersebut jatuh ke bumi disebut presipitasi dimana jika saat hujan turun dan udara bersuhu 0o Celcius maka akan turun salju. Lalu sebagian air hujan akan langsung mengalir ke daerah yang lebih rendah lewat permukaan tanah dan sebagian akan meresap masuk kedalam tanah, proses air yang meresap ini disebut infiltrasi. Air hujan yang masuk ke dalam tanah ini akan bergerak melalui rekahan (celah-celah atau pori-pori) tanah dan batuan yang nantinnya akan menuju muka air tanah lalu bermuara di lautan kembali.2. HIDROGEOLOGIHidrogeologi merupakan perpaduan antara ilmu geologi dengan ilmu hidrolika yang kajiannya dititikberatkan pada gerakan air tanah delam secara hidrolik. Gabungan dua kata hidro dan geologi menunjukkan secara implisit pengertian geologi dan air, atau dengan kata lain adalah merupakan suatu studi tentang interaksi antara kerangka unsur batuan dengan air tanah. Dalam istilah hidrolika maka istilah gerakan dalam tanah dikenal dengan hidrolika dalam media porus, karena air tanah mengalir diantara sela-sela butiran tanah yang sekaligus sebagai media. Pengetahuan tentang hidrogeologi ini penting bagi manusia, karena fungsi dan kegunaannya meliputi 3 aspek (Told daiam RJ Kodoatie, 1990):a. Aspek sebagai sumber alam yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia.b. Aspek bagian hidrologi di dalam tanah yang mempengaruhi keseimbangan siklus global.c. Aspek anggota atau gen dari geologi.Air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah yang membentuk itu dan didalam retak-retak dari batuan. Yang terdahulu disebut air lapisan dan yang terakhir disebut air celah (fissure water) (Mori dkk., 1999). Keberadaan air tanah sangat tergantung besarnya curah hujan dan besarnya air yang dapat meresap kedalam tanah. Faktor lain yang mempengaruhi adalah kondisi litologi (batuan) dan geologi setempat. Kondisi tanah yang berpasir lepas atau batuan yang permeabilitasnya tinggi akan mempermudah infiltrasi air hujan kedalam formasi batuan. Dan sebaliknya, batuan dengan sementasi kuat dan kompak memiliki kemampuan untuk meresapkan air kecil. Dalam hal ini hampir semua curah hujan akan mengalir sebagai limpasan (runoff) dan terus ke laut. Faktor lainnya adalah perubahan lahan-lahan terbuka menjadi pemukiman dan industri, serta penebangan hutan tanpa kontrol. Hal tersebut akan sangat mempengaruhi infiltrasi terutama bila terjadi pada daerah resapan (recharge area).B. Keterdapatan Air dibawah Permukaan.Keterdapatan air dibawah permukaan salah satunya disebabkan oleh air hujan (air meteorik). Hujanadalah sebuahpresipitasiberwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair sepertisalju,batu esdanslit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat menemui suhu di atas titik leleh es di dekat maupun di atas permukaan Bumi. Di Bumi, hujan adalah proseskondensasiuap airdi atmosfer menjadibutirairyang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara.Virgaadalah presipitasi yang jatuh ke Bumi namun menguap sebelum mencapai daratan; inilah satu cara penjenuhan udara. Presipitasi terbentuk melalui tabrakan antara butir air atau kristal es denganawan. Butir hujan memilik ukuran yang beragam mulai dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil).Curah hujan harian adalah curah hujan yang diukur selama 24 jam. Masa 24 jam akan berakhir sesuai dengan tanggal yang tercantum pada waktu. Untuk curah hujan harian dari sumber yang tidak teratur, yaitu mereka yang laporan bulanan atau mingguan, kemudian jumlah hari dimana curah hujan diukur. Sekali lagi periode berakhir pada hari lain. Curah hujan terbagi 3, yaitu curah hujan harian, bulanan, dan tahunan. Satuan curah hujan adalah milimeter (mm), yang merupakan ketebalan air hujan yang terkumpul dalam tempat pada luasan 1 m2, permukaan yang datar, tidak menguap dan tidak mengalir.

C. Permeabilitas dan Porositas1. POROSITASPorositas suatu medium adalah perbandingan volum rongga rongga pori terhadap volum total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya dinyatakan dalam persen dan disebut porositas. Porositas juga dapat dinyatakan dalam acre feet, yang berarti volum yang dinyatakan sebagai luas dalam acre dan ketebalan reservoir dalam kaki (feet). Porositas suatu medium adalah perbandingan volume rongga rongga pori terhadap volume total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya dinyatakan dalam persen dan disebut porositas. porositas tidak tergantung daripada besar butir. Besarnya porositas itu ditentukan dengan berbagai cara, yaitu;a. Di laboratorium, dengan porosimeter yang didasarkan pada hokum Boyle: gas digunakan sebagai pengganti cairan untuk menentukan volum pori tersebut.b. Dari log listrik, log sonic, dan log radioaktif.c. Dari log kecepatan pemboran.d. Dari pemeriksaan dan perkiraan secara mikroskopis.e. Dari hilangnya inti pemboran.2. PERMEABILITASPermeabilitas adalah suatu sifat batuan reservoir untuk dapat meluluskan cairan melalui poripori yang berhubungan, tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan tersebut. Sekitar tahun 1856, Henry Darcy seorang hidrologi dari Prancis mempelajari aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Definisi permeabilitas dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:k = Q = Biasanya permeabilitas dinyatakan dalam darcy, yaitu untuk menghormati DARCY yang memproklamasikan pertama kalinya hukum aliran dalam medium yang berpori. Pada hakikatnya permeabilitas suatu batuan biasanya kurang dari satu darcy dan oleh karenanya dalam praktek permeabilitas dinyatakan dalam milidarcy (1 md = 0,001 darcy). Besaran permeabilitas satu darcy didefinisikan sebagai permeabilitas yang melewatkan fluida dengan viskositas 1 centipoises dengan kecepatan alir 1 cc/det melalui suatu penampang dengan luas 1 cm2 dengan penurunan tekan 1 atm/cm.Cara penentuan permeabilitas adalah :a. Dengan permeameter, suatu alat pengukur yang mempergunakan gas.b. Dengan penaksiran kehilangan sirkulasi dalam pemboran.c. Dari kecepatan pemborand. Berdasarkan test produksi terhadap penurunan tekanan dasar lubang (bottom-hole pressure-decline).Memang sebetulnya tidak ada hubungan antara permeabilitas dengan porositas. Batuan yang permeable selalu sarang atau mempunyai poros, tetapi sebaliknya, batuan yang sarang belum tentu permeable. Hal ini disebabkan karena batuan yang berporositas lebih tinggi belum tentu poriporinya berhubungan satu dengan yang lain. Juga sebaliknya dapat dilihat, bahwa porositas tidak tergantung dari besar butir, dan permeabilitas merupakan suatu fungsi yang langsung terhadap besar butir.

D. Uji Pompa/Uji Akuifer (Pumping Test)Pumping Test disebut juga dengan uji akuifer. Dimana maksud dari uji akuifer ini adalah untuk mengetahui ketetapan akuifer seperti koefisien permeabilitas dan koefisien penampungan (storage coefficient). Jadi, uji akuifer itu sangat penting untuk perencanaan sumur dan pengontrolannya. Jika koefisien permeabilitas itu digunakan sebagai koefisien transmisibilitas (koefisien permeabilitas dikali dengan tebal akuifer), maka perhitungannya akan lebih mudah. Untuk mendapatkan hasil uji akuifer yang baik maka terutama diperlukan kondisi-kondisi sebagai berikut: a. Sumur pembuangan sedapat mungkin mempunyai konstruksi yang dapat mengeluarkan air tanah dari seluruh akuifer yang akan diuji.b. Permukaan air tanah sumur pembuangan harus terlihat dengan baik pada sumur-sumur pengamatan. Jadi saringan sumur pembuangan dan sumursumur pengamatan harus dipasang pada akuifer yang sama. Sumur-sumur pengamatan harus terletak pada bagian-bagian atas dan bawah dari gradien hidrolik dengan sumur pembuangan sebagai titik pusat. Rumus yang diterapkan untuk uji akuifer itu dibagi dalam 2 jenis, yakni rumus tidak keseimbangan dengan konsep waktu dan rumus keseimbangan tanpa konsep waktu.Tahapan pengujian akuifer atau sering disebut dengan tahap pumping yaitu :a. Pemompaan Uji Pendahuluan (Trial Pumping Test)Pertama-tama dilakukan uji pendahuluan yang dilakukan selama 3 jam berturut-turut dengan debit maksimum, dipasang pompa dengan debit pemompaan 3 liter/detik. Pada tahap ini dilakukan pengamatan terhadap penurunan muka asli air tanah pada sumur pengamatan.b. Pemompaan Uji Penurunan Bertingkat/ Uji Surut Muka Air Secara Bertahap (Step draw-down test).Air dapat dipompa secara berturut-turut dari sumur artinya kondisi besarnya pemompaan yang tetap dapat diperoleh pada permukaan air yang tetap. Jadi air yang keluar dari sumur diperkirakan pertama-tama terjadi pada penurunan permukaan air dan umumnya air yang keluar itu sama dengan besar pemompaan. Selama waktu pemompaan itu kecil, kapasitas spesifik air yang keluar yakni besar pemompaan per-satuan penurunan permukaan air relatif besar. Akan tetapi jika pemompaan menjadi besar, maka besarnya air yang keluar tahap demi tahap menjadi kecil dan akhirnya kadang-kadang banyaknya pasir dan lumpur dalam air yang dipompa meningkat yang disebabkan oleh pergerakan yang terdapat dalam akuifer (Mori dkk., 1999). Hal ini menunjukan ketidakmampuan sumur dan untuk menghindarinya dilakukan uji surut muka air secara bertahap. Sebelum dilakukan uji surut muka air secara bertahap, sumur harus didiamkan selama minimum 12 (dua belas) jam, tanpa pemompaan. Besar air pemompaan ditingkatkan tahap demi tahap dan pada setiap besarnya pemompaan akan ditemukan permukaan air yang seimbang. Kemudian besarnya pemompaan dikurangi tahap demi tahap sampai ditemukan permukaan air yang seimbang. Pemompaan dilakukan tiap tahapannya selama 3 jam dengan besarnya debit pemompaan bertahap. Kemudian dari hasil pengujian tersebut dapat dinyatakan dengan grafik hubungan antara besarnya pemompaan air (Q) dengan besarnya penurunan permukaan air (s).c. Pemompaan Uji Menerus (Constant rate pumping test)Setelah itu dilakukan pengujian debit secara terus menerus selama + 48 jam, pengujian ini dilakukan untuk pengamatan penurunan muka air tanah dan apabila didapatkan penurunan muka air yang drastis serta mempengaruhi sumur-sumur lain yang ada maka dilakukan uji pemompaan dengan penurunan debit.Uji pemompaan uji kuantitas air yang dapat dieksploitasi dari sumur produksi air tanah yang telah dibuat. Sasaran utama pelaksanaan uji pemompaan ini adalah: Menentukan kondisi sumur, yang meliputi: besaran kapasitas, jenis sumur, dan efisiensi pemompaan sumur. Menentukan parameter hidrolika akuifer.Pencapaian sasaran tersebut dilakukan melalui dua macam metode pemompaan, yaitu uji pemompaan bertahap (step drawdown) dan uji pemompaan menerus (long period test). Dari kedua metode pemompaan tersebut diatas, dapat terekam data-data sebagai berikut : Tinggi muka air tanah (sebelum pemompaan). Debit pemompaan. Penurunan muka air tanah. Waktu sejak pemompaan dimulai. Sifat fisik dan kimia air tanah. Kenaikan muka air tanah selama pemompaan dihentikan. Waktu setelah pemompaan dihentikan.Uji pemompaan menerus dilakukan dengan satu debit, tetapi dilaksanakan dalam waktu yang lam, yang biasanya 48 jam atau 72 jam, dimana nsepanjang waktu tersebut dilakukan pengukuran penurunan muka air tanah secara kontinu dengan interval waktu tertentu.Perhitungan parameter hidrolika melalui data uji pemompaan menerus dapat dilakukan dengan menggunakan metode semi log plot Cooper and Jacob, 1946. Cara ini dlakukan dengan pengeplotan penurunan muka air tanah (s) terhadap logaritma waktu (log t), kemudian membuat suatu garis lurus regresi linear dari rangkaian data yang telah diplot. Berdasarkan data dari grafik tersebut dapat ditentukan nilai Transimifitas adalah satuan yang menunjukkan kecepatan aliran di bawah unit gradien hidrolik melalui sebuah penampang pada seluruh tebal jenuh suatu aquifer atau besarnya konduktifitas hidrolik.Transimifitas ( T ) : T = (2,3 Q)/(4 phi. As)Storatifitas/tanpa satuan merupakan nilai yang menyatakan volume air yang dapat dikeluarkan/dimasukkan dari aquifer pada unit luar dan unit perubahan dasra dari muka laut.Storatifitas ( S ) : S = 2,25. T. To/R^2Dimana :T = Transimifitas ( L2 / T)Q = Debit pemompaan ( L3/ T )s = Penurunan muka air tanah untuk suatu siklus log LS = Storatifitas ( tak berdimensi )to= Perpotongan garis regresi dengan sumbu x log T )TR = Jarak sumur pemompaan ke sumur pengamatand. Uji Pemulihan (Recovery Test)Kemudian yang terakhir dilakukan recovery atau tahap pemulihan. Pada tahapan ini dapat dilihat apakah terjadi pengisian air tanah kembali atau tidak.

E. Istilah-Istilah di Bidang Penyaliran Tambang.Berikut beberapa istilah umum yang sering terdapat dalam bidang hidrologi dan hidrogeologi adalah sebagi berikut:1. Artesis PositifArtesis Positif merupakan kejadian dimana air tanah ini berada diatas permukaan tanah sehingga air tanah akan mengalir vertikal secara alami menuju kesetimbangan garis potensial khayal.2. Artesis NegatifKejadian dimana garis potensial khayal dibawah permukaan tanah sehingga muka air tanah akan berada dibawah permukaan tanah.3. Artesis NolKejadian dimana garis potensial khayal sama dengan permukaaan tanah sehingga muka air tanah akan sama dengan muka tanah.4. Garis PisometrikSuatu bidang khayal yang menggambarkan tekanan pada tiap titik dalam akuifer disebut permukaan pisometrik.5. HidrometeorologiIlmu yang mempelajari keterdapatan dan sifat fisik air atmosfer.6. HidrologiIlmu yang mempelajari keterdapatan dan sifat fisik hidrolik air permukaan.7. HidrogeologiIlmu yang mempelajari keterdapatan, sifat fisik hidrolik, dan perilaku air tanah (zona jenuh).

BAB IIIPENUTUPA. Kesimpulan Hidrologi merupakan ilmu kebumian yang berkaitan tentang air di bumi, terjadinnya, peredarannya, sifat-sifatnnya (kimia maupun fisiknya), hubungan antara makluh-makluk hidup maupun reaksi beserta lingkungannya. Hidrogeologi merupakan perpaduan antara ilmu geologi dengan ilmu hidrolika yang kajiannya dititikberatkan pada gerakan air tanah dalam secara hidrolik. Keterdapatan air dibawah permukaan salah satunya disebabkan oleh air hujan (air meteorik). Curah hujan harian adalah curah hujan yang diukur selama 24 jam. Masa 24 jam akan berakhir sesuai dengan tanggal yang tercantum pada waktu. Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori dengan volume total batuan per satuan volume tertentu. Faktor yang mempengaruhi porositas adalah ukuran butir dan grain size, bentuk butir, komposisi mineral, pemilihan, susunan butir, sementasi material, kompaksi, dan pemampatan. Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk meloloskan/melewatkan fluida. Permeabilitas dapat diukur dengan menggunakan Persamaa Darcy.B. Saran Diharapkan mahasiswa dapat mengerti mengenai Hidrogeologi dan Hidrologi. Porositas dan permeabilitas merupakan hal yang sangat penting dalam batuan reservoir karena kedua hal ini sangat berhubungan dengan perhitungan cadangan miyak jadi diharapkan kepada Mahasiswa Pertambangan lebih menguasai materi ini.

DAFTAR PUSTAKADiakses Selasa, 17 Februari 2015.1. Mahmud A. 2011. http://bardowenang.blogspot.com/2010/04/siklus-air-di-bumi.html2. Anonim. http://oertiwi.wordpress.com/2013/01/11/agroklimatologi/3. Anonim. https://geounhas06.wordpress.com/minyak-dan-gas-bumi/porositas-dan-permeabilitas/

2