rekayasa teknik air bawah tanah untuk penyediaan air

87
Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air Irigasi di Daerah Lahan Kering dan Kepulauan Disampaikan pada Seminar NasionalTeknologi PengeloaanAir Tanah 2014, Univ. Nusa Cendana, Kupang, 13 November 2014 Oleh: IGB. Sila Dharma Staf pengajar Prodi Teknik Sipil, FT dan Prodi Ilmu Kelautan, FKP

Upload: others

Post on 24-Oct-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk

Penyediaan Air Irigasi di Daerah Lahan

Kering dan Kepulauan

Disampaikan pada Seminar Nasional Teknologi Pengeloaan Air Tanah

2014, Univ. Nusa Cendana, Kupang, 13 November 2014

Oleh:

IGB. Sila Dharma

Staf pengajar Prodi Teknik Sipil, FT dan Prodi Ilmu Kelautan, FKP

Page 2: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

PENDAHULUAN

Air: sebuah sumber yang sangat vital bagi kehidupan

Air merupakan kebutuhan utama dalam kehidupan

Bumi sebagian besar tertutup air

◦ Meliputi 75% permukaan bumi

97.5% dari air yang ada di bumi adalah air asin

◦ Air tawar mengandung < 0.1% (1,000 ppm) garam

67% air tawar terperangkap dalam bentuk es dan glaciers

◦ Hanya 0.77% dari total air yang ada di bumi tertampung

dalam danau, sungai, air tanah, biota, tanah dan atmosfir

Page 3: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air di bumi

Page 4: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

The World’s Water Supply Hanya 3% merupakan

air tawar.

Dari 3%,

70% terperangkap di

glacier

29% merupakan air

tanah

1% terdapat di

danau, sungai dan

lembah

Source: http://www.purdue.edu/dp/envirosoft/groundwater/src/supply2.htm

Page 5: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air tawar merupakan renewable resource

Lembah, sungai, danau, kolam rawa-rawa, estuary, air tanah, teluk, laut dn atmosfir mengandung air

◦ Merepresentasikan ecosystem capital (goods and services)

Air digunakan untuk minum, industry, irigasi, energy, transportasi, rekreasi, proses penggelontoran habitat, dll

Manusia membangun infrastruktur besar untuk mengontrol air

◦ Dam, saluran, reservoir, sewer systems

◦ Treatment plant, jaringan pipa, jaringan irigasi

◦ Desalinization plant

Page 6: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air di negara maju dan sedang berkembang

Negara maju memperoleh keuntungan dalam mengelola/mengontrol

air:

◦ Irigasi, membangun kota di kawasan gurun, listrik, mengontrol

penyakit

◦ Air di Negara sedang berkembang relative mahal dan kadang-

kadang tidak terjangkau (ekonomi dan akses)

◦ Terkendala akses memperoleh air bersih/minum dan sanitasi yang

buruk dapat menyebabkan kematian

Adanya infrastruktur dalam mengontrol air

◦ Laut dan sungai hilang

◦ Evakuasi masyarakat untuk lahan pembangunan bendungan

◦ Menimbulkan ketegangan/sengketa untuk memperoleh air bersih

Page 7: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Tidak semua punya akses terhadap air

Negara % Total populasi tanpa

akses air (1994)

Jumlah populasi tanpa

akses air (juta)

Afrika 54 381

Amerika Latin & Karibia 20 97

Asia & Pasifik 20 627

Asia Barat 12 10

Total 26 1.115

Page 8: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Perbedaan dalam ketersediaan

Page 9: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Tantangan kedepan

Meningkatnya populasi akan menjadi tantangan dalam

pengelolaan infrastruktur sumber air

◦ Meningkatkan hasil-hasil pertanian untuk memenuhi kebutuhan

yang meningkat

◦ Kota dan industry bersaing dengan pertanian

Perubahan iklim akan berdampak terhadap siklus hidrologi

◦ Variasi curah hujan menyebabkan banjir dan kekeringan

Ada dua jalan dalam mempertimbangkan isu tentang air

◦ Jumlah

◦ Kualitas

Page 10: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Siklus hidrologi

Page 11: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Trend pemakaian air di US

Page 12: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Penggunaan air

Di dunia, penggunaan terbesar adalah untuk irigasi

◦ Kemudian untuk industry dan penggunaan langsung oleh

manusia

Besarnya penggunaan air tergantung dari:

◦ Presipitasi alamiah

◦ Tingkat perkembangan wilayah

Peningkatan terbesar penggunaan air disebabkan meningkatnya

pemanfaatan air dibidang pertanian

◦ Konsumsi air untuk pertanian di US sekitar 65%

Page 13: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Pemakaian air regional

Page 14: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Sumber-sumber air

37% dari air domestic berasal dari sumber air tanah

◦ 63% dari air permukaan (sungai, danau, reservoir)

Masyarakat pedesaan di Negara sedang berkembang memperolehair dari

◦ pompa, sungai, danau, air hujan

◦ Masyarakat sering berjalan jauh untuk memperoleh air

Air di Negara sedang berkembang sering terkena polusi akibatsampah

◦ 1.1 milyar penduduk menggunakan air yang terkena polusi

◦ 1.6 juta (utamanya anak-anak) meninggal setiap tahun

Millennium Development Goal 7: meningkatkan akses memperoleh air minum

Page 15: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air di Negara-Negara sedang berkembang

Page 16: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

SEJARAH EKSPLORASI AIR TANAH

Pengembangan sumber air diperkirakan mulai

pertama kali di India dan Mesir

Sumur terbuka untuk irigasi dan air minum

dimulai di India diperkirakan pada periode

Mahabharata, sekitar 6000 tahun yl.

Eksploitasi air tanah secara “modern” dapat

dikatakan dimulai abad ke 19. Sumur pompa

(tube well) pertama mulai ditanam tahun 1935

di Uttar Pradesh.

Page 17: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air tanah adalah . . .

Sumber penting air tawar (representasi dari 90% ketersediaan air tawar di dunia).

Terdapat pada lapisan aquifer lapisan bawah dari batuan porus dan tanah.

Merupakan air hujan yang meresap ke dalam tanah.

Air tanah bergerak sangat lambat dan memerlukan waktu panjang untuk mengisi.

Page 18: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Groundwater

Source: http://ga.water.usgs.gov/edu/earthgwaquifer.html

Page 19: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Air dan Populasi

Populasi dunia tumbuh

sekitar 80 juta orang

per tahun.

Oleh karena itu,

tambahan 64 miliar

meter kubik air perlu

ditemukan setiap tahun.

Page 20: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

KEBUTUHAN AIR IRIGASI

Penyediaan air irigasi ditetapkan dalam PP No. 20 Tahun 2006 tentangirigasi, khususnya Pasal 36 yaitu :

“Air irigasi ditujukan untuk mendukung produktivitas lahan dalam rangkameningkatkan produksi pertanian yang maksimal, diberikan dalam batastertentu untuk pemenuhan kebutuhan lainnya”.

Untuk memperoleh hasil yang optimal, pemberian air harus sesuai denganjumlah dan waktu yang diperlukan tanaman

Pembangunan irigasi Kebutuhan air tepat

Pemberian air efisien

Faktor-faktor yang menentukan besarnya kebutuhan air irigasi untuk

tanaman adalah sebagai berikut :

1. Jenis tanaman2. Cara pemberian air3. Jenis tanah yang digunakan4. Cara pengelolaan pemeliharaan saluran dan bangunan5. Pengolahan tanah6. Iklim dan keadaan cuaca

Page 21: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

FUNGSI IRIGASI :

• memasok kebutuhan air tanaman

• menjamin ketersediaan air apabila terjadi

betatan

• menurunkan suhu tanah

• mengurangi kerusakan akibat frost

• melunakkan lapis keras pada saat pengolahan

tanah

Page 22: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Takrif irigasi :

Irigasi adalah proses penambahan air untuk

memenuhi kebutuhan lengas tanah bagi

pertumbuhan tanaman

israelsen & hansen, 1980

Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan

dan pembuangan air untuk menunjang pertanian

yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi

rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa,

dan tambak

PP 20/2006

Page 23: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Tindakan intervensi manusia untuk mengubah

agihan air dari sumbernya menurut ruang dan

waktu serta mengelola sebagian atau seluruh

jumlah tersebut untuk menaikkan produksi

tanaman.

Small & Svendsen, 1992

Takrif irigasi :

Irigasi merupakan suatu proses pengaliran

air dari sumber air ke sistem pertanian

Page 24: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Trend Penggunan Air Tanah

Dari 1.000 km3 / tahun penggunaan air tanah dunia, lebih dari 800 km3 di bidang pertanian; 600 di Asia Selatan dan Cina Utara.

Dari 300 M ha irigasi dunia, lebih dari 1/3 adalah dari sumur air tanah.

Page 25: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air
Page 26: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Long-term average

groundwater recharge

Source: Döll, P., Lehner, B., Kaspar, F. (2002): Global modeling of groundwater

recharge. In Schmitz, G.H. (ed.): Proceedings of Third International

Conference on Water Resources and the Environment Research, Technical

University of Dresden, Germany, ISBN 3-934253-17-2, Vol. I, 27-31

Page 27: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Groundwater irrigated area in countries w ith intensive

groundwater use in agriculture (FAO Aquastat 2003 and

other sources)

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

Aze

rbai

jan

Per

uN

epal

Egy

ptP

hilip

pine

s

Kor

ea, D

em P

eopl

e's

Iraq

Sou

th A

fric

aT

unis

iaU

zbek

ista

nK

azak

hsta

nA

fgha

nist

anM

oroc

coA

rgen

tina

Cub

aY

emen

Japa

nB

razi

lS

yria

n A

rab

Rep

ublic

Tur

key

Sau

di A

rabi

aM

exic

oB

angl

ades

h

Iran

, Isl

amic

Rep

of

Pak

ista

nU

SA

Chi

naIn

dia

000

ha

Page 28: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Figure Top 20 Groundwater Irrigation Countries in the World

(FAO AQUASTST 2003)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000In

dia

US

AC

hin

aP

akis

tan

Iran

Ban

gla

desh

Mexic

oS

au

di

Italy

Tu

rkey

Syri

aB

razil

Lib

ya

Mo

rocco

Arg

en

tin

aC

ub

aY

em

en

Afg

han

ista

nE

gyp

tA

lgeri

aA

ustr

ali

aU

zb

ekis

tan

Tu

nis

iaIr

aq

So

uth

Ko

rea

Kazakh

sta

n

'000 h

a

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

%

Area under groundwater irrigation

% of farming area under groundwater irrigation

Page 29: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

• Pengembangan air tanah telah menghasilkan manfaat

ekonomi dan sosial yang besar dalam banyak hal selama

paruh kedua abad terakhir. Sebagai contoh, penggunaan

intensif air tanah untuk irigasi telah memberikan kontribusi

signifikan untuk mengurangi masalah kelaparan dan

penyediaan air minum untuk kota dan daerah pedesaan.

• Pada saat yang sama, beberapa dekade terakhir telah

menyaksikan peningkatan ketersediaan teknologi baru

seperti pompa submersible. Dengan demikian, di negara-

negara kering dan semi-arid, irigasi air tanah menjadi

jauh lebih menguntungkan secara de-facto dari irigasi air

permukaan.

Keuntungan Penggunaan Air Tanah

Page 30: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

• Jutaan petani mandiri memiliki atas kemauan sendiri

dilaksanakan sarana yang diperlukan untuk mengairi

tanah mereka dengan air tanah. Partisipasi pemerintah

dalam perencanaan dan pengendalian perkembangan air

tanah ini biasanya telah langka.

Keuntungan Penggunaan Air Tanah

Page 31: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

• Burke (2003), berdasarkan data dari FAO

menyatakan total area irigasi didunia sekitar 390

juta Ha

• Estimasi FAO, sekitar 152 juta Ha area

persawahan menggunakan air permukaan

sedangkan sekitar 89 juta Ha menggunakan air

tanah (tidak termasuk Eropa dan Pasifik)

• Total volume air untuk irigasi di dunia sekitar

2000-2500 km3/tahun, dimana sekitar 20% nya

menggunakan air tanah (United Nations, 2003).

• Dengan kata lain, konsumsi air sekitar 1600-2000

km3/tahun untuk air permukaan dan 400-500

km3/tahun untuk air tanah.

Page 32: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Relatif Efikasi, Efisiensi, dan Ekuitas Air

Tanah vs Air Permukaan Bagaimana air tanah dibandingkan dengan air permukaan?

◦ Petani yang memiliki sumur umumnya mencapai hasil tertinggi

sementara mereka membeli air dari pemilik sumur mencapai

hasil yang lebih tinggi daripada mereka bergantung pada

irigasi kanal saja tetapi tidak setinggi hasil yang dicapai oleh

pemilik sumur

◦ sumur irigasi juga berhubungan dengan intensitas tanam yang

lebih tinggi, pengeluaran masukan kas yang lebih tinggi, dan

pendapatan kotor yang lebih tinggi per hektar.

◦ Penelitian lain menunjukkan bahwa hasil panen dengan irigasi

air tanah lebih tinggi sepertiga sampai setengah dibandingkan

dengan dari daerah irigasi dengan sumber permukaan

◦ Satu hektar lahan irigasi dapat menjadi setara dengan 8

sampai 10 hektar lahan kering dalam produksi dan

pendapatan

Page 33: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Relatif Efikasi, Efisiensi, dan Ekuitas Air

Tanah vs Air Permukaan Bagaimana air tanah dibandingkan dengan air permukaan?

◦ Shah (2003) menunjukkan bahwa banyak penelitian ditingkat

mikro berdasarkan survei sampel menunjukkan bahwa ladang

dengan irigasi pompa tampil lebih baik dibandingkan dengan

irigasi oleh sumber lain dalam hal intensitas tanam, dan hasil

◦ perbedaan antara irigasi dengan sumur pompa dan irigasi oleh

saluran terbuka dijelaskan oleh kualitas unggul dalam hal

keandalan, ketepatan waktu, dan kecukupan irigasi dibandingkan

dengan sumber-sumber lain (Chambers et al. 1987 ; Shah 1993).

◦ Di daerah kering, efek stabilisasi pengembangan air tanah

mungkin substansial dan memiliki lebih dari dua kali nilai

manfaat dalam peningkatan supply air (Tsur 1990).

Page 34: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Relatif Efikasi, Efisiensi, dan Ekuitas Air

Tanah vs Air Permukaan

Bagaimana air tanah dibandingkan dengan air

permukaan?

◦ Kebutuhan air irigasi dari air permukaan

sekitar 0,6-0,8 m/tahun, setara dengan 6000-

8000 m3/ha/tahun.

◦ Sedangkan untuk air tanah mempunyai rasio

0,3-0,4 m/tahun, setara dengan 3000-4000

m3/ha/tahun.

Page 35: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Produksi rata-rata Tanaman utama dari Sumber Air

Penggunaan dan Produktivitas Pertanian dari Sumber Air

Page 36: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

sifat dan pola kepemilikan dan ekuitas dalam irigasi air tanah

(contoh kasus India)

Page 37: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Metode eksplorasi air tanah

Page 38: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Metode eksplorasi air tanah

AERIAL SURFACE SUB-SURFACE. ESOTERIC.

1.Photogeologic

Methods.

1.Geological

Methods.

1. Geological. 1. Water divining.

2.Landsat/ IRS 2.Geomorphological

Methods.

2. Hydro-geological. 2. Astrological.

3.Infrared imagery 3.Hydrogeological

Methods.

3. Tracer

techniques.

3. Biophysical

4.Electro magnetic

[EM] techniques.

4.Geophysical

Methods.

a). Electrical & EM.

b). Seismic.

c). Magnetic.

d). Gravity.

4. Geophysical

Logging techniques.

5.Geobotanical

Methods.

6.Geochemical

Methods.

Page 39: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

1. AERIAL METHOD

Metode yang paling mudah untuk

reconnaissance survei dari area yang

luas yang bertujuan untuk identifikasi

karakteristik DAS dan menemukan calon

daerah adalah dengan metode eksplorasi

udara.

Page 40: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

1.1. REMOTE SENSING

Penginderaan jauh mengacu kepada memperoleh informasi yang dapat

dipercaya tentang permukaan Bumi tanpa kontak fisik, melalui

penggunaan Electro magnetik radiasi [EMR] sebagai sumber energi dan

sensor untuk merekam gambar.

Foto-foto udara diambil dari sebuah pesawat yang dipasangi dengan

kamera, yang menembak langsung medan dalam spektrum atau di

wilayah dekati nframerah. Foto-foto yang diambil berupa hitam putih,

warna & inframerah.

Data Remote Sensing sangat berguna dalam mengidentifikasi berbagai

kondisi geologi, unit geomorfik, patahan, retakan, lipatan dan drainase

yang penting karena memnpengaruhi gerakan dan terjadinya air tanah.

Page 41: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

SATELLITE IMAGERY

Page 42: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

AERIAL PHOTOGRAPHY

Investigasi air tanah dari suatu daerah

membutuhkan sifat unit litologi, disposisi

struktural, geomorfik, kondisi air permukaan &

iklim daerah, yang dapat dipelajari melalui citra

satelit & foto udara yang memberikan informasi

rinci tentang sebagian besar permukaan bumi

dalam waktu yang sangat singkat.

Data penginderaan jauh tidak langsung

mendeteksi sumber daya air yang lebih dalam

di bawah permukaan, tetapi teknik RS telah

efektif digunakan dalam eksplorasi air tanah

Page 43: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

PHOTOGEOLOGY

Photogeology adalah interpretasi dari

kondisi-kondisi geologi dan geomorfologi

yang diperoleh dari remote sensing

Page 44: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

AIRBORNE ELECTROMAGNETIC

SURVEY

Keuntungan airborne system adalah akuisis data

yang cepat untuk area yang luas sehingga

teknik ini cocok untuk studi secara regional

• Airborne electromagnetic survey [AEM]

menyiapkan asesmen yang cepat dari resistivitas

bawah permukaan untuk area yang luas

AEM survey dilaksanakan menggunakan

pesawat dengan tinggi 60-120 m.

Page 45: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

AIRBORNE SURVEY

Page 46: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

AIR BORNE EM SURVEY

PRINCIPLE

Page 47: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

2. SURFACE METHODS

Diaplikasikan apabila dibutuhkan studi

detail tentang distribusi zona bantalan air

potensial di arah lateral dan vertikal.

Page 48: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

2.3. HYDROGEOLOGICAL

METHODS Potensi air tanah utamanya tergantung dari

kondisi hydrogeologi

Studi tentang sumur-sumur inventory sangat

penting dalam eksplorasi air tanah.

Pengukuran elevasi air tanah, fluktuasi air tanah

merupakan faktor penting dalam penetapan

potensi air.

Page 49: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

2.4. GEOPHYSICAL

METHODS

Page 50: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

2.4. GEOPHYSICAL

METHODS A]. Electrical method.

B]. Electro magnetic method.

C]. Seismic method.

D]. Magnetic method.

E]. Gravity method.

Page 51: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Teknologi di negara maju

Negara-negara industri mengumpulkan, merawat, dan

mendistribusikan air

Kota besar sebagian besar mengandalkan air permukaan

◦ Bendungan membuat waduk untuk menghasilkan tenaga dan

untuk rekreasi, irigasi, pengendalian banjir

Air disalurkan ke treatment plant

◦ Hal ini kemudian didistribusikan ke rumah-rumah, sekolah,

industri

Setelah digunakan, itu dikumpulkan oleh sistem pembuangan

limbah dan diolah kembali

Hal ini kemudian dilepaskan ke dalam hilir sungai yang sama

Air digunakan kembali berkali-kali pada sungai utama

Page 52: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Teknologi pengambilan air tanah

Orang mengakses air tanah melalui sumur

baik dengan tangan atau dengan

diesel/pompa listrik.

Diesel/pompa listrik memungkinkan orang

untuk mengakses air jauh lebih mudah

daripada dengan tangan.

Page 53: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara tradisional

Page 54: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara tradisional

Page 55: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara

tradisional

Page 56: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara tradisional

Page 57: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara tradisional

Page 58: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara tradisional-Persian Wheel

Page 59: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Cara-cara

tradisional

Page 60: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air
Page 61: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Teknologi pengambilan air tanah

Sumur

dalamSumur

dangkal

Sumur

dangkal

isap

Sumur isap

horisontal

Page 62: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Teknologi pengambilan air tanah

Shallow

wells

•Size-4,5,6,8 and 12”•Depth- 20’ plus screen to 40’•Screens- stainless and plastic

•Pumps-shaft and turbine or submersible

•Flow 25 to 800 gal/min

•Cost $2,000 –20,000

Page 63: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Deep

wells

•Size-4,5,6,8 and 12”•Depth- 20’ plus screen to 200’+•Screens- stainless and plastic

•Pumps-shaft and turbine or submersible

•Flow 25 to 1600 gal/min

•Gravel pack or developed

•Cost $2,000 –70,000

-Test wells

-Monitoring wells

-Hydrology studies

-Screen matched to test hole samples

Teknologi pengambilan air tanah

Page 64: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Shallow

suction

wells

•Size-4”,5”& 6”•1 2 or 3 wells tied together

•Depth- 20’ plus screen to 30- 40’•Screens- stainless and plastic

•Pump-vacuum pump

•Flow 25 to 600 gal/min 150-200 per well

•Developed

•Cost $2,000 –20,000

Teknologi pengambilan air tanah

Page 65: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Teknologi pengambilan air tanah

Horizontal

suction wells

•Size- 6”•1or 2 tile with sock tied together

•Depth- 12-20’•Screen- synthetic sock over perforated tile

•Pump-vacuum pump.

-high vacuum pressures for high capacity

•Flow 200 to 600 gal/min

•Developed

•Cost $2,000 –20,000

Page 66: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Kombinasi air permukaan dan air tanah

Memompa sumur kecil ke dalam kolam sebagai reservoir

Memungkinkan pompa yang lebih kecil, memompa terus

menerus untuk menyimpan air untuk pompa yang lebih besar

untuk memompa untuk waktu yang lebih singkat

Sangat tidak efisien

-memerlukan dua kali pemompaan

-kolam merupakan tampungan yang sangat bocor

Page 67: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air
Page 68: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air
Page 69: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air
Page 70: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Konflik dan Kompetisi

Setiap sumur membentuk kerucut depresi

Kerucut depresi sumur irigasi ini dapat mengganggu sumur lain

Selidiki sumur tetangga :

- kedalaman: lebih dalam, masalah kurang potensial

- jarak: jauh lebih baik

Page 71: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Apakah sumur kita

mengganggu sumur tetangga?

Zone of influence

Aliran air tanah

Groundwater

Flow

Sumur

irigasi

Sumur

rumah

Sumur

rumah

Zone

pengaruh

Sumur

rumah

Sumur

irigasi

Page 72: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Beberapa aquifer tidak terbarukan

Nonrenewable groundwater: hampir 75% aquifer telah diambil selama ini.

Renewable groundwater diisi kembali oleh perkolasi

◦ Rentan terhadap variasi curah hujan

Pengisian kembali air tanah oleh waduk-wadukalamiah tergantung dari keseimbanganpengambilan dan pengisian

Hampir semua air tanah di daerah kering tidakmempunyai recharge harus diperhitungkansebagai nonrenewable, seperti minyak

Page 73: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Dampak terhadap penurunan water table

Penurunan water table merupakan indikasi

termudah bahwa pengambilan air tanah melebihi

pengisian

Penurunan produksi tanam

Berkurangnya air permukaan

◦ Mengeringnya lahan basah, mata air dan rembesan,

sungai

◦ Hilangnya air tanah yang berlebihan menciptakan

hasil yang sama seperti berkurangnya air permukaan

Page 74: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Land subsidence

Airtanah mengisi ruang dibawah tanah.

◦ Membantu mendukung tanah dan batuan

◦ Turunnya water table menghilangkan dukungan

Land subsidence: penurunan yang terjadi

secara perlahan dari tanah

◦ Tanah mungkin turun 10–15 cm per tahun

◦ Menyebabkan retaknya pondasi, jalan dan pipa.

◦ Menyebabkan banjir dikawasan pesisir

◦ Kebanyakan penduduk di negara berkembang

membuat sumur bor sendiri (suplai dari PDAM tidak

cukup) menyebabkan land subsidence.

Page 75: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Sinkholes

sinkhole: jenis lain dari land subsidence

◦ Terjadi apabila sebuah gua bawah tanah dikeringkan

dari air tanah pendukungnya dan tiba-tiba runtuh

◦ Sinkholes dapat mencapai radius sekitar 91 m 50 meter

dalam (kasus di southeastern U.S).

Page 76: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Sinkhole

Page 77: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Intrusi air laut Dibeberapa kawasan pantai, sumber air tanah berada

di bawah laut.

Muka air tanah memberikan tekanan kepada aquifer.

◦ Air tawar mengalir ke laut

◦ Sumur bor dekat pantai menghasilkan air tawar

Turunnya muka air tanah berakibat menurunkan tekanan,

menyebabkan air asin masuk ke aquifer dan sumur.

Merupakan masalah serius di banyak negara Eropa dan

asia.

Page 78: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Intrusi air laut

Page 79: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Dampak lain: polusi air tanah

Page 80: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

80

Kontaminasi air permukaan

Page 81: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Kontaminasi air tergenang

Page 82: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Kontaminasi air pada borehole

Page 83: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Kontaminasi pada kawasan

Page 84: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Konservasi air: pertanian

Pertanian adalah pemakai air terbesar.

◦ 40% lahan pertanian terdapat di lahan beririgasi

Banjir dan limbah menghabiskan air yang besar.

◦ Evaporasi, perkolasi, runoff

Metode surge flow menggunakan komputer untuk mengontrol air.

Metode Irigasi tetes menggunakan pipa dengan lubang untuk tiap tanaman

◦ Sedikit kehilangan air, menambah lahan pertanian

Page 85: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Mengapa petani tidak beralih ke irigasi tetes?

99% irigasi di dunia masih memakai sistem

tradisional.

◦ Lebih murah dibadingkan beralih ke cara lain.

Petani bisa dikatakan tidak membayar air.

Tentunya akan dipilih sistem yang termurah.

Adanya peraturan tentang pemakaian air (dhi.

“membayar”) akan ada usaha untuk konservasi

air dan metode/teknologi pemakaian air yang

lebih efisien.

Page 86: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Pompa pedal (Treadle pumps)

Negara berkembang dengan kawsan penduduk miskin

susah memperoleh infrastruktur irigasi.

Pompa pedal dengan biaya rendah dapat menjadi

pipihan petani untuk mengairi sawahnya (di US biaya

kurang dari $35 per system)

Pompa bekerja seperti step exercise machine

◦ Dapat dibuat secara lokal

◦ Dipergunakan oleh banyak petani

Petani dapat mengairi sawahnya dalam skla kecil pada

saat kemarau

Page 87: Rekayasa Teknik Air Bawah Tanah Untuk Penyediaan Air

Terima kasih