tugas 1tugas hidrologi

8/20/2019 TUGAS 1tugas hidrologi

1/9

1

TUGAS-1

HIDROGEOLOGI

MUHAMMAD IKHSAN NASRULLAH

D62114015

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANJURUSAN TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDINKEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

GOWA

2016

Nama Dosen : Dr. Ir. Muhammad Ramli, M.T.

Tanggal pengumpulan: Senin, 22 Februari 2016


2/9

1

Siklus Hidrologi

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. Secara umum, jumlah air di alam ini tetap dan

mengikuti suatu aliran yang dinamakan “siklus hidrologi”. Siklus Hidrologi adalah

suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari lautan ke atmosfer (udara), kedarat dan kembali lagi ke laut, seperti digambarkan pada Gambar 1.

Hujan yang jatuh ke bumi baik langsung menjadi aliran maupun tidak

langsung yaitu melalui vegetasi atau media lainnnya akan membentuk siklus aliran

air mulai dari tempat yang tinggi (gunung, pegunungan) menuju ke tempat yang

rendah baik di permukaan tanah maupun di dalam tanah yang berakhir di laut.

Gambar.1 Siklus hidrologi (Source: http://4.bp.blogspot.com/ VVsnqGvYPTk/UarO2d8i8vI/ AAAAAAAAALQ/uHUVWZKc 3g/ s1600/revised_ilhm_conceptual_diagram.png)

Akibat panas matahari air dipermukaan bumi juga akan berubah wujud

menjadi gas/ uap dalam proses evaporasi dan bila melalui tanaman disebut

transpirasi. Air akan di ambil oleh tanaman melalui akar-akarnya yang dipakai untuk

kebutuhan hidup dari tanaman trsebut, lalu air di dalam tanaman juga akan keluar

berupa uap akibat energi panas matahari (evaporasi). Proses pengambilan air oleh

akar tanaman kemudian terjadinya penguapan dari dalam tanaman disebut

transpirasi.

http://4.bp.blogspot.com/%20VVsnqGvYPTk/UarO2d8i8vI/AAAAAAAAALQ/uHUVWZKc%203g/s1600/revised_ilhm_conceptual_diagram.pnghttp://4.bp.blogspot.com/%20VVsnqGvYPTk/UarO2d8i8vI/AAAAAAAAALQ/uHUVWZKc%203g/s1600/revised_ilhm_conceptual_diagram.pnghttp://4.bp.blogspot.com/%20VVsnqGvYPTk/UarO2d8i8vI/AAAAAAAAALQ/uHUVWZKc%203g/s1600/revised_ilhm_conceptual_diagram.pnghttp://4.bp.blogspot.com/%20VVsnqGvYPTk/UarO2d8i8vI/AAAAAAAAALQ/uHUVWZKc%203g/s1600/revised_ilhm_conceptual_diagram.png


3/9

2

Dengan adanya penyinaran matahari, maka semua air yang ada dipermukaan

bumi akan berubah wujud berupa gas. Gas ini bergerak di atmosfer (udara) kemudian

akibat perbedaan temperatur di atmosfer dari panas menjadi dingin maka air akan

terbentuk akibat kondensasi dari uap menjadi cairan (from air to liquid state). Bila

tempertur berada di bawah titik beku (freezing point) kristal-kristal es terbentuk.

Tetesan air kecil (tiny droplet) umbuh oleh kondensasi dan berbenturan dengan

tetesan air lainnya dan terbawa oleh gerakan udara turbulen sampai pada kondisi

yang cukup besar menjadi butir-butir air. Apabila jumlah butir sir sudah cukup banyak

dan akibat berat sendiri (pengaruh gravitasi) butir-butir air itu akan turun ke bumi

dan proses turunnya butiran air ini disebut dengan hujan atau presipitasi. Bila

temperatur udara turun sampai dibawah 0º Celcius, maka butiran air akan berubahmenjadi salju [Chow dkk., 1988].

Salju jadi persoalan yang penting di tempat atau negara yang mempunyai

perbedaan temperatur yang besar pada waktu musim panas (summer ) temperatur

bisa mencapai + 35ºC, namun pada waktu musim dingin (winter ) temperatur bisa

mencapai - 35º (bahkan lebih).

Hujan jatuh ke bumi baik secara langsung maupun melalui media misalnya

melalui tanaman (vegetasi ). Di bumi air mengalir dan bergerak dengan berbagai cara.

Pada retensi (tempat penyimpanan) air akan menetap untuk beberapa waktu. Retensi

dapat berupa retensi alam seperti darah-daerah cekungan, danau tempat-tempat

yang rendah dll., maupun retensi buatan seperti tampungan, sumur, embung, waduk

dll.

Secara gravitasi (alami) air mengalir dari daerah yang tinggi ke daerah yang

rendah, dari gunung-gunung, pegunungan ke lembah, lalu ke daerah yang lebih

rendah, sampai ke daerah pantai dan akhirnya akan bermuara ke laut. Aliran air ini

disebut aliran permukaan tanah karena bergerak di atas muka tanah. Aliran inibiasanya akan memasuki daerah tangkapan atau daerah aliran menuju kesistem

jaringan sungai, sistem danau atau waduk. Dalam sistem sungai aliran mengalir mulai

dari sistem sungai kecil ke sistem sungai yang besar dan akhirnya menuju mulut

sungai atau sering disebut estuary yaitu tempat bertemunya sungai dengan laut.

Air hujan sebagian mengalir meresap kedalam tanah atau yang sering disebut

dengan Infiltrasi, dan bergerak terus kebawah. Air hujan yang jatuh ke bumi sebagian

menguap (evaporasi dan transpirasi) dan membentuk uap air. Sebagian lagi mengalir

masuk kedalam tanah (infiltrasi, perkolasi, kapiler). Air tanah adalah air yang bergerak


4/9

3

di dalam tanah yang terdapat di dalam ruang – ruang antara butir – butir tanah dan

di dalam retak – retak dari batuan.

Sebagian air yang tersimpan sebagai air tanah (groundwater ) yang akan

keluar ke permukaan tanah sebagai limpasan, yakni limpasan permukaan (surface

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

terkumpul di sungai yang akhirnya akan mengalir ke laut kembali terjadi

penguapan dan begitu seterusnya mengikuti siklus hidrogi.

Berikut merupakan bagan alir siklus hidologi:

Gambar.2 Bagan alir suklus hidrologi

B. Asal Usul Air

Air tanah merupakan salah satu elemen Terdapat beberapa teori yang

membahas tentang asal usul air tanah. Berdasarkan asal pembentukannya air tanah

dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis air.


5/9

4

1) Connate water adalah air yang terperangkap dalam ruangan pada batuan

endapan/sedimen sejak pengendapan batuan itu mulai terjadi. Karena

kebanyakan batuan sedimen berasal dari air laut, connate water berasa asin

dan itu merupakan sumber masalah utama apabila connate water bercampur

dengan air yang digunakan untuk minum atau irigasi. Connate water dapat

ditemukan dalam lapisan sedimen yang jauh terkubur dan biasanya muncul

bersama minyak sehingga membantu minyak bermigrasi menuju reservoir.

2) Juvenile water adalah air yang melintasi dapur magma. Juvenile water belum

mengalami siklus hidrologi. Air ini merupakan air aru yang ditambahkan pada

zona kejenuhan dari kulit bumi yang dalam. Kedalaman air antara tempat yang

satu dengan tempat yang lainnya tidak sama. Hal ini disebabkan olehbeberapa faktor, seperti permeabilitas tanah, kemiringan lahan, dan jarakk

tempat dengan laut atau danau.

3) Magmatic water adalah air yang diproduksi dari lelehan batuan (magma).

Magmatic water dikeluarkan ke permukaan pada saat proses erupsi gunung

api vulkanik dalam wujud uap air (steam). Namun, sangat susah untuk

menentukan banyaknya air yang keluar ke permukaan bumi dikarenakan

gunung api biasanya terletak di bawah permukaan laut sehingga magmatic

water segera bercampur dengan air laut.

4) Meteoric water adalah air hasil precipication (salju atau hujan). Air ini dapat

berasal dari hasil evaporasi badan-badan air maupun transpirasi mahluk

hidup. Meteoric water akan jatuh kebumi berupa butiran butiran air dan

mengalami fase selanjutnya.

5) Metamorphic water adalah air yang terperangkap pada batuan metamorphic .

Metamorphic water dapat berasal dari batuan beku (Magmatic water),

maupun batuan sedimen (connate water) yang diberikan tekanan dan panastinggi.


6/9

5

Ganbar.3 jenis air berdasarkan asal pembentukannya

C. Sifat Batuan Terhadap Air Tanah

Air Tanah memerlukan media guna mentransportasikan fluida yang ada.

Proses pemindahan fluida dalam tanah menggunakan prinsip kapilaritas air. Tanah

dan batuan berperan sebagai media kapiler guna mentransportkan air tanah. Menurut

Krusseman (Bakri, 2003) ditinjau dari sifat dan prilaku batuan terhadap air tanah

terutama sifat fisik, struktur dan tekstur maka batuan dapat dibedakan kedalam 4

(empat) macam :

1. Akuifer

Akuifer adalah lapisan batuan yang mempunyai susunan sedemikian rupa

sehingga dapat meyimpan dan mengalirkan air tanah yang cuku berarti seperti

batu pasir, dan batugamping

2. Akuiklud

Akuiklud adalah lapisan batuan yang dapat meyimpan air akan tetapi tidak

dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah yang cukup berarti seperti

lempung, shale, tuf halus

3. Akuitar

Akuitar adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air tetapi hanya dapat

mengalirkan air tanah dalam jumlah yang sangat terbatas seperti basal scoria,

serpih, napal, dan batulempung

4. Akuiflug


7/9

6

Akuiflug adalah lapisan batuan yang tidak dapat menyimpan dan mengalirkan

air tanah seperti batuan beku dan batuan metamorf dan kalaupun ada air

pada lapisan batuan tersebut hanya terdapat pada kekar atau rekahan batuan

saja.

D. Distribusi Vertikal Air Tanah

Penyebaran vertikal air bawah permukaan dapat dibagi menjadi zona tak-

jenuh (zone of aeration) dan jenuh. Zona tak-jenuh terdiri dari ruang antara yang

sebagian terisi oleh air dan sebagian terisi oleh udara, sementara ruang antara pada

zona jenuh seluruhnya terisi oleh air.

Gambar 4. Distribusi Vertikal Air Tanah

1. Zona tidak jenuh (aerasi)

Zona tidak jenuh (aerasi) terdiri atas rongga-rongga yang berisi sebagian oleh

air dan sebagian oleh udara. Air yang berada di daerah tidak jenuh dinamakan

“air mengambang” atau air dangkal (vadose water). Zona aerasi terdiri atas,

zona-zona:

► Zona Tanah – Air

Zona tanah –air meliputi bagian dari permukaan tanah sampai kedalaman

akar tanaman. Jumlah dan kejenuhan air yang terkandung dalam zona ini

sangat tergantung pada hujan atau irigasi. Terdiri dari tanah yang kaya

hara dan beberapa vegetasi. Kandungan air pada zona tanah-air

dipengaruhi


8/9

7

► Vadosa intermediate (zona gravitasi)

Vadosa intermediate (zona gravitasi) meliputi bagian diantara zona tanah

– air dan zona kapiler. Kedalamannya berkisar dari 0 sampai lebih dari 100

m tergantung terhadap keadaan water tabel yang ada. Zona ini merupakan

zona penghubung antar zona permukaan dan zona water tabel. Pada zona

ini ditemukan air berupa air perlokasi yang diteruskan menuju zona jenuh

air dengan menggunakan prinsip garavitasi.

► Zona kapiler

Air di zona naik karena pengaruh kapiler tanah dari muka air tanah. Tinggi

zona ini sangat tergantung struktur tanah dibagian tersebut. Jika pori yang

ada ideal untuk menjadi pipa kapiler, kenaikan kapiler (hc) dapat diperolehdari keteseimbangan antar tegangan permukaan air dan Berat jeni (SG)

dari air yang naik. Sehingga

ℎ =2

cos

Dimana τ adalah tegangan permukaan, γ adalah specific gravity (berat

jenis) dari air, r adalah jari-jari dari pipa kapiler, dan λ adalah sudut kontak

antar mineskus dan dinding pipa kapiler. Untuk air murni nilai λ adalah 0o,

dan pada suhu 20oC nilai τ = 0.074g/cm dan γ = 1 g/cm3, sehingga

kenaikan leat pipa kapiler adalah

ℎ =0.15

Gambar 4.1 Peningkatan muka air pada pipa kapiler. Gambar 4.2 Grafik

hubungan moisture terhadap peningkatanpipa kapiler


9/9

8

Menurut Todd (1980), peningkatan muka air tanah pada pipa kapiler

bergantung terhadap ukuran pori yang dimiliki oleh tanah / formasi batuan

di area tersebut. Semakin besar pori yang dimiliki (nilai moisture tinggi)

akan berimplikasi terhadap rendahnya kenaikan muka air tanah, sedangkan

semakin rapat pori yang ada (nilai moisture rendah) maka semakin tinggi

kenaikan air pada pipa kapiler. Berikut merupakan tabel hubungan besar

butir tanah terhadap peningkatan air permukaan.

Tabel.1Peningkatan tinggi pipa kapiler terhadap ukuran butir material takterkonsolidasi

Material Grain size (mm) Capillary rise (cm)

Fine Gravel 5-2 2.5

Very coarse sand 2-1 6.5Coarse sand 1-0.5 13.5

Medium Sand 0.5-0.2 24.6

Fine Sand 0.2-0.1 42.8

Silt 0.1-0.05 105.5

Silt 0.05-0.02 200a

2. Aliran dalam zona jenuh (saturasi)

Mengalirnya air tanah dalam zona saturasi dinamakan perkolasi (percolation).

Air bergerak lambat, melalui alur berupa pori yang sangat kecil, seperti benang, dan

sejajar. Pergerakan paling mudah pada tengah-tengah pori, karena pada pinggirnya

tertahan oleh gaya tarik molekuler. Berdasarkan hukum gravitasi, air mengalir dari

tempat yang tinggi ke tempat yang paling rendah, sungai, danau atau laut. Ada yang

melalui jalan yang rumit, turun terus kebawah tanah. Dan kembali keatas sampai ke

sungai atau danau dari bawah. Gerak keatas melawan gravitasi ini mungkin terjadi

karena pada kedalaman tertentu air dalam zona saturasi dibawah tekanan yang

besar. Jadi air mengalir kearah tekanan rendah.

tugas 1tugas hidrologi

Documents