MAKALAH HIDROLIKA AIR TANAH INDONESIA
HIDROLIKA AIR TANAH
Makalah ini di buat untuk memenuhi tugas matakuliahh “Pengolahan Air Tanah”
Dosen Pengampu : Linda Prasetyorini, ST., MT.
Di Disusun Oleh :
Adhinda Dwi Putra R.
135060401111027
KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN PENGAIRAN
MALANG
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
ABT (Air Bawah Tanah) merupakan komponen penting dalam siklus hidrologi
dari sumber daya air di daerah aliran sungai. Air permukaan tidak mempunyai kapasitas
penyimpanan karena mengalir dengan cepat. Hal ini berbeda dengan ABT yang
mengalir lambat dan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sangat besar. Infiltrasi
ABT terjadi di daerah resapan air dan muncul di daerah-daerah pengeluaran sebagai
mata air dan aliran dasar sungai. Tanpa adanya hal-hal tersebut sumur-sumur atau
sungai-sungai akan mngering di musim kemarau.
ABT adalah salah satu sumber daya air yang kurang diperhatikan
keterdapatannya. Padahal di bumi ini, 97% air tawar, di luar tudung es kutub, adalah
berupa ABT. Sampai saat ini masyarakat Indonesia pada umumnya yang tertarik untuk
mempelajari air bawah tanah masih sangat minim sehingga ahli ABT pun masih sangat
terbatas. Untuk tenaga-tenaga ahli dalam bidang ini masih menangani proyek-proyek
pusat akibatnya untuk kawasan di daerah-daerah sendiri tenaga ahlinya belum ada.
Keuntungan dari proyek ABT adalah biaya pelaksanaannya relatif murah, waktu
pelaksanaannya relatif lebih cepat dibanding proyek-proyek gedung, jembatan maupun
waduk, serta tidah membutuhkan proses pengolahan karena sudah memenuhi standar air
bersih, dan kaya akan mineral-mineral yang terkandung di dalamnya.
1.2. Maksud
Kajian dalam Tugas
ini dimaksudkan sebagai bahan acuan dalam proses
pembelajaran mengenai beberapa aliran hidrolika air dalam tanah beserta tahapannya.
1.3. Tujuan
Secara umum disebutkan bahwa tujuan dari Tugas ini adalah:
1. Mendapatkan gambaran mengenai Hidrolika air dalam tanah
2.Mendapatkan gambaran mengenai asal – usul dalam hidrolika air tanah
3.Serta dapat mengetahui proses pembentukan air dalam tanah
1.4. Lingkup Pembahasan .
Ruang lingkup yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini mencakup :
1.Definisi air tanah
2.Asal terbentuknya aliran air dalam tanah
3.Proses Pembentukan air tanah
.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Air Tanah
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah
permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya
terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya
sulit dilakukan. (online). Tersedia : http://id.wikipedia.org/wiki/Air_Tanah [9 Mei2015]
Menurut Budhikuswansusilo, air tanah (Groundwater) adalah nama untuk
menggambarkan air yang tersimpan di bawah tanah dalam batuan yang permeabel.
Periode penyimpanannya dapat berbeda waktunya bergantung dari kondisi geologinya
(beberapa minggu – tahun). Pergerakan air tanah dapat muncul ke permukaan, dengan
manifestasinya sebagai mata air (spring) atau sungai (river). Susilo Budhikuswanto
(2008).
Ground
Water
Air
Tanah.(online).
Tersedia
:
http://budhikuswansusilo.wordpress.com/2008/05/09/dinamic-geology-groundwaterair-tanah/ [9 Mei2015]
Menurut Herlambang (1996:5) air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah
yang terdapat didalam ruang antar butir-butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan
bergabung membentuk lapisan tanah yang disebut akifer. Lapisan yang mudah dilalui
oleh air tanah disebut lapisan permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau
kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable,
seperti lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air
disebut
akuifer.
Iwan.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [9 Mei 2015]
:
2.2
Asal- Usul Air Tanah dan Sifat Air Tanah
Adalah hal yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya air (tanah),
untuk memahami asal-usul (origin) dan sifat-sifat (nature) air tanah, agar tidak terjadi
kesalah-pengertian tentang sumberdaya yang dikelola. Kesalah-pengertian tersebut akan
menjadikan tujuan mewujudkan kemanfaatan air tanah terutama bagi kaum miskin
pengelolaan tidak mencapai sasarannya, bahkan justru akan menimbulkan dampak yang
merugikan bagi keterdapatan air tanah itu sendiri serta kaum miskin tersebut. Hal-hal
pokok yang perlu dipahami tentang asal-usul dan sifat-sifat air tanah antara lain tentang:
Asal air tanah, Pembentukan air tanah, wadah air tanah, pegaliran dan imbuhan air tanah
serta
mutu
air
tanah.
Iwan.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
:
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [9 Mei 2015]
2.3
Asal Air Tanah
Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah dan terletak
pada zona jenuh air. Air tanah berasal dari permukaan tanah, misalkan hujan, sungai,
danau. Dan dari dalam bumi sendiri diamana air tersebut terjadi bersama-sama dengan
batuannya, misalkan pada waktu terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak
oleh batuan endapan tersebut. Contohnya: air fosil yang biasanya asin air volkanik –
panas dan mengandung sulfur. Klastik. 2008. Asal air tanah. (online). Tersedia :
http://klastik.wordpress.com/2008/03/27/dari-mana-asal-air-tanah/. [12 Mei 2015
2.4
Pembentukan Air Tanah
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.
Air tanah adalah salah satu faset dalam daur hidrologi , yakni suatu peristiwa
yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan
kembali ke atmosfer; penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan
membentuk awan, pencurahan, pelonggokan dalam tanih atau badan air dan penguapan
kembali (Kamus Hidrologi, 1987). Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa
air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain yang
terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup,
penggunaan lahan, tetumbuhan penutup, serta manusia yang berada di permiukaan.
Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. Setiap aksi
(pemompaan, pencemaran dll) terhadap air tanah akan memberikan reaksi terhadap air
permukaan, demikian sebaliknya. Iwan. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [12 Mei 2015]
2.5
Wadah Air Tanah
Suatu formasi geologi yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan
melalukan air tanah dalam jumlah berarti ke sumur-sumur atau mata air – mata air
disebut akuifer. Lapisan pasir atau kerikil adalah salah satu formasi geologi yang dapat
bertindak sebagai akuifer. Wadah air tanah yang disebut akuifer tersebut dialasi oleh
lapisan lapisan batuan dengan daya meluluskan air yang rendah, misalnya lempung,
dikenal sebagai akuitard. Lapisan yang sama dapat juga menutupi akuifer, yang
menjadikan air tanah dalam akuifer tersebut di bawah tekanan (confined aquifer). Di
beberapa daerah yang sesuai, pengeboran yang menyadap air tanah tertekan tersebut
menjadikan air tanah muncul ke permukaan tanpa membutuhkan pemompaan.
Sementara akuifer tanpa lapisan penutup di atasnya, air tanah di dalamnya tanpa
tekanan (unconfined aquifer), sama dengan tekanan udara luar.
Semua akuifer mempunyai dua sifat yang mendasar: (i) kapasitas menyimpan air
tanah dan (ii) kapasitas mengalirkan air tanah. Namun demikaian sebagai hasil dari
keragaman geologinya, akuifer sangat beragam dalam sifat-sifat hidroliknya (kelulusan
dan simpanan) dan volume tandoannya (ketebalan dan sebaran geografinya).
Berdasarkan sifat-sifat tersebut akuifer dapat mengandung air tanah dalam jumlah yang
sangat besar dengan sebaran yang luas hingga ribuan km2 atau sebaliknya.
Sebaran akuifer serta pengaliran air tanah tidak mengenal batas-batas
kewenangan administratif pemerintahan. Suatu wilayah yang dibatasi oleh batasanbatasan geologis yang mengandung satu akuifer atau lebih dengan penyebaran luas,
disebut cekungan air tanah.
2.6
Pengaliran Dan Imbuhan Air Tanah
Saat ini di daerah-daerah perkotaan yang pemanfaatan air tanah dalamnya sudah
sangat intensif, seperti di Jakarta, Bandung, Semarang, Denpasar, dan Medan, muka air
tanah dalam (piezometic head) umumnya sudah berada di bawah muka air tanah
dangkal (phreatic head). Akibatnya terjadi perubahan pola imbuhan, yang sebelumnya
air tanah dalam memasok air tanah dangkal (karena piezometic head lebih tinggi dari
phreatic head), saat ini justru sebaliknya air tanah dangkal memasok air tanah dalam.
Jika jumlah total pengambilan air tanah dari suatu sistem akuifer melampaui
jumlah rata-rata imbuhan, maka akan terjadi penurunan muka air tanah secara menerus
serta pengurangan cadangan air tanah dalam akuifer. (Seperti halnya aliran uang tunai
ke dalam tabungan, kalau pengeluaran melebihi pemasukan, maka saldo tabungan akan
terus berkurang). Jika ini hal ini terjadi, maka kondisi demikian disebut pengambilan
berlebih (over exploitation) , dan penambangan air tanah terjadi.
2.7
Mutu Air Tanah
Sifat fisika dan komposisi kimia air tanah yang menentukan mutu air tanah
secara alami sangat dipengaruhi oleh jenis litologi penyusun akuifer, jenis tanah/batuan
yang dilalui air tanah, serta jenis air asal air tanah. Mutu tersebut akan berubah
manakala terjadi intervensi manusia terhadap air tanah, seperti pengambilan air tanah
yang berlebihan, pembuangan libah, dll.
Air tanah dangkal rawan (vulnerable) terhadap pencemaran dari zat-zat
pencemar dari permukaan. Namun karena tanah/batuan bersifat melemahkan zat-zat
pencemar, maka tingkat pencemaran terhadap air tanah dangkal sangat tergantung dari
kedudukan akuifer, besaran dan jenis zat pencemar, serta jenis tanah/batuan di zona
takjenuh, serta batuan penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat perubahan pola imbuhan,
maka air tanah dalam di daerah-daerah perkotaan yang telah intensif pemanfaatan air
tanahnya, menjadi sangat rawan pencemaran, apabila air tanah dangkalnya di daerahdaerah tersebut sudah tercemar. Air tanah yang tercemar adalah pembawa bibit-bibit
penyakit yang berasal dari air (water born diseases).
2.8
Siklus Air (Siklus Hidrologi)
Defenisi tentang air tanah diatas menunjukkan keterkaitan erat dengan air
permukaan (sungai, rawa, dan danau). Oleh karena itu, air tanah merupakan bagian dari
siklus air (the water cycle).
2.8.1 Gambar Siklus Hidrologi
2.9. Proses Siklus Hidrologi
Jika hari hujan maka air akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebahagian akan
mengalir ke permukaan bumi menuju ke daerah yang lebih rendah dan bermuara di laut
atau di danau. Sebahagian lagi akan terserap oleh bumi dan “mengalir” di dalam tanah
atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.
Air yang telah sampai di laut ataupun di danau jika dikenai oleh sinar matahari
akan menguap dan bergabung membentuk awan. Oleh karena adanya perbedaan
tekanan dan temperatur di atas permukaan bumi maka terjadilah perpindahan udara atau
pergerakan udara yang kita sebut angin.
Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah yang lebih
rendah temperatur tekanannya. Jika awan yang dibawa oleh angin ini melalui daerah
pegunungan, maka gerakannya akan terhalang dan didorong untuk naik lebih tinggi lagi.
Karena temperatur akan semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut,
maka awan yang mengandung uap air tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah
butiran-butiran air yang kemudian jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan.
Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daerah yang lebih
rendah, dan sebahagian diserap oleh bumi. Kemudian terus ke laut atau ke danau dan
apabila kena sinar matahari akan menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan
berkumpul dan kemudian dibawa oleh angin dan mengembun dan berubah menjadi
hujan. Begitulah seterusnya siklus dari air yang berulang secara bergantian. Hidayat.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
:
http://herrywidayat.wordpress.com/2009/01/09/115/ [9 Mei 2015]
2.10
Macam- macam Air Tanah
Menurut Krussman dan Ridder (1970) dalam Utaya (1990:41-42) bahwa
macam-macam akifer sebagai berikut:
A Akifer Bebas (Unconfined Aquifer)
yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan
kedap air. Permukaan tanah pada aquifer ini disebut dengan water table (preatiklevel),
yaitu permukaan air yang mempunyai tekanan hidrostatik sama dengan atmosfer.
B Akifer Tertekan (Confined Aquifer)
yaitu aquifer yang seluruh jumlahnya air yang dibatasi oleh lapisan kedap air, baik yang
di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan jenuh lebih besar dari pada tekanan
atmosfer.
C. Akifer Semi tertekan (Semi Confined Aquifer)
yaitu aquifer yang seluruhnya jenuh air, dimana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan
semi lolos air dibagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.
D Akifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer)
yaitu aquifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air, sedangkan
bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya
masih memungkinkan adanya gerakan air. Dengan demikian aquifer ini merupakan
peralihan antara aquifer bebas dengan aquifer semi tertekan.
2.11 Gerakan Air Tanah
Pergerakan air di bawah tanah dengan sumber airnya adalah air hujan dapat
digambarkan dalam beberapa tahapan berikut:sebidang tanah alami yang permukaannya
ditumbuhi rerumputan dan sebatang pohon besar Ketika turun hujan, air hujan mulai
membasahi permukaan tanah Tanah yang alami dengan tetumbuhan di atasnya
menyediakan pori-pori, rongga-rongga dan celah tanah bagi air hujan sehingga air hujan
bisa leluasa merembes atau meresap ke dalam tanah. Air itu akan turun hingga
kedalaman beberapa puluh meter.
Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah sampai
dia mencapailapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit
yangtidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini adalah lapisan yang
bersifatimpermeabel. Lapisan seperti ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan
bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang
berisi air).
Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya bisa mengisi ruang
di antara butiran batuan di atas lapisan aquitard.Air yang datang kemudian akan
menambah volume air yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan tersimpan
disana. Penambahan volume air akan berhenti seiring dengan berhentinya hujan. Air
yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah. Sementara air yang tidak bisa
diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan
Permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan tanah yang terisi air
tanah disebut zona saturasi air.
Permukaan zona saturasi — yang tak lain adalah water table tersebut — selalu
mengikuti bentuk topografi atau lekuk-lekuk permukaan bumi.
(http://taman.blogsome.com/category/air-tanah/ )
Disamping air tanah bergerak dari atas ke bawah, air tanah juga bergerak dari
bawah ke atas (gaya kapiler). Air bergerak horisontal pada dasarnya mengikuti hukum
hidrolika, air bergerak horisontal karena adanya perbedaan gradien hidrolik. Gerakan air
tanah mengikuti hukum Darcy yang berbunyi “volume air tanah yang melalui batuan
berbanding lurus dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan tebal lapisan.
2.12
Kondisi Air Tanah Dataran Aluvial
Dataran alluvial merupakan dataran yang terbentuk akibat proses-proses
geomorfologi yang lebih didominasi oleh tenaga eksogen antara lain iklim, curah hujan,
angin, jenis batuan, topografi, suhu, yang semuanya akan mempercepat proses
pelapukan dan erosi. Hasil erosi diendapkan oleh air ketempat yang lebih rendah atau
mengikuti aliran sungai. Dataran alluvial menempati daerah pantai, daerah antar
gunung, dan dataran lembah sungai. daerah alluvial ini tertutup oleh bahan hasil
rombakan dari daerah sekitarnya, daerah hulu ataupun dari daerah yang lebih tinggi
letaknya. Potensi air tanah daerah ini ditentukan oleh jenis dan tekstur batuan.
Volume air tanah dalam dataran alluvial di tentukan oleh tebal dan penyebaran
permeabilitas dari akifer yang terbentuk dalam aluvium dan dilluvium yang mengendap
dalam dataran. Apabila suatu daerah materi penyusunnya atas materi halus
(liat/berdebu) umumnya permeabilitasnya kecil, sedangkan suatu daerah yang tersusun
atas pasir dan kerikil permeabilitasnya besar. Air tanah yang mengendap di dataran
banjir ditambah langsung dari peresapan air susupan. Permukaan air tanahnya dangkal
sehingga pengambilan air dapat dengan sumur dangkal.
Dataran alluvial unsur-unsur yang dominan adalah unsur NO2, NO3, Ca, Mg, Si,
dan Fe. Kelebihan Nitrit karena pengaruh zat buangan (urine), pembusukan organik dari
hasil reduksi nitrat yang ada disekitar air tanah (Karmono dan Joko Cahyo, 1978:11).
Hal ini selain dipengaruhi oleh faktor alam juga sebagai aktivitas manusia misalnya
adanya lahan pertanian yang mengkonsumsi pupuk organik yang mengandung nitrat.
2.13 Metode Pencarian Air Tanah
Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik. Diantaranya
adalah:
Metode berdasarkan aspek fisika (Hidrogeofisika)
Penekanannya pada aspek fisik yaitu merekonstruksi pola sebaran lapisan akuifer.
Beberapa metode yang sudah umum kita dengar dalam metode ini adalah pengukuran
geolistrik yang meliputi pengukuran tahanan jenis, induce polarisation (IP) dan lainlain. Pengukuran lainnya adalah dengan menggunakan sesimik, gaya berat dan banyak
lagi.
Metode berdasarkan aspek kimia (Hidrogeokimia)
Penekanannya pada aspek kimia yaitu mencoba merunut pola pergerakan airtanah.
Secara teori ketika air melewati suatu media, maka air ini akan melarutkan komponen
yang dilewatinya. Sebagai contoh air yang telah lama mengalir di bawah permukaan
tanah akan memiliki kandungan mineral yang berasal dari batuan yang dilewatinya
secara melimpah.
(http://www.fishyforum.com/fishysalt/fishyronment/9689-airtanah-apa-dan-bagaimanamencarinya.html)
Makalah ini di buat untuk memenuhi tugas matakuliahh “Pengolahan Air Tanah”
Dosen Pengampu : Linda Prasetyorini, ST., MT.
Di Disusun Oleh :
Adhinda Dwi Putra R.
135060401111027
KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN PENGAIRAN
MALANG
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
ABT (Air Bawah Tanah) merupakan komponen penting dalam siklus hidrologi
dari sumber daya air di daerah aliran sungai. Air permukaan tidak mempunyai kapasitas
penyimpanan karena mengalir dengan cepat. Hal ini berbeda dengan ABT yang
mengalir lambat dan mempunyai kapasitas penyimpanan yang sangat besar. Infiltrasi
ABT terjadi di daerah resapan air dan muncul di daerah-daerah pengeluaran sebagai
mata air dan aliran dasar sungai. Tanpa adanya hal-hal tersebut sumur-sumur atau
sungai-sungai akan mngering di musim kemarau.
ABT adalah salah satu sumber daya air yang kurang diperhatikan
keterdapatannya. Padahal di bumi ini, 97% air tawar, di luar tudung es kutub, adalah
berupa ABT. Sampai saat ini masyarakat Indonesia pada umumnya yang tertarik untuk
mempelajari air bawah tanah masih sangat minim sehingga ahli ABT pun masih sangat
terbatas. Untuk tenaga-tenaga ahli dalam bidang ini masih menangani proyek-proyek
pusat akibatnya untuk kawasan di daerah-daerah sendiri tenaga ahlinya belum ada.
Keuntungan dari proyek ABT adalah biaya pelaksanaannya relatif murah, waktu
pelaksanaannya relatif lebih cepat dibanding proyek-proyek gedung, jembatan maupun
waduk, serta tidah membutuhkan proses pengolahan karena sudah memenuhi standar air
bersih, dan kaya akan mineral-mineral yang terkandung di dalamnya.
1.2. Maksud
Kajian dalam Tugas
ini dimaksudkan sebagai bahan acuan dalam proses
pembelajaran mengenai beberapa aliran hidrolika air dalam tanah beserta tahapannya.
1.3. Tujuan
Secara umum disebutkan bahwa tujuan dari Tugas ini adalah:
1. Mendapatkan gambaran mengenai Hidrolika air dalam tanah
2.Mendapatkan gambaran mengenai asal – usul dalam hidrolika air tanah
3.Serta dapat mengetahui proses pembentukan air dalam tanah
1.4. Lingkup Pembahasan .
Ruang lingkup yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini mencakup :
1.Definisi air tanah
2.Asal terbentuknya aliran air dalam tanah
3.Proses Pembentukan air tanah
.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Air Tanah
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah
permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya
terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya
sulit dilakukan. (online). Tersedia : http://id.wikipedia.org/wiki/Air_Tanah [9 Mei2015]
Menurut Budhikuswansusilo, air tanah (Groundwater) adalah nama untuk
menggambarkan air yang tersimpan di bawah tanah dalam batuan yang permeabel.
Periode penyimpanannya dapat berbeda waktunya bergantung dari kondisi geologinya
(beberapa minggu – tahun). Pergerakan air tanah dapat muncul ke permukaan, dengan
manifestasinya sebagai mata air (spring) atau sungai (river). Susilo Budhikuswanto
(2008).
Ground
Water
Air
Tanah.(online).
Tersedia
:
http://budhikuswansusilo.wordpress.com/2008/05/09/dinamic-geology-groundwaterair-tanah/ [9 Mei2015]
Menurut Herlambang (1996:5) air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah
yang terdapat didalam ruang antar butir-butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan
bergabung membentuk lapisan tanah yang disebut akifer. Lapisan yang mudah dilalui
oleh air tanah disebut lapisan permeable, seperti lapisan yang terdapat pada pasir atau
kerikil, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah disebut lapisan impermeable,
seperti lapisan lempung atau geluh. Lapisan yang dapat menangkap dan meloloskan air
disebut
akuifer.
Iwan.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [9 Mei 2015]
:
2.2
Asal- Usul Air Tanah dan Sifat Air Tanah
Adalah hal yang mutlak bagi para birokrat pengelola sumber daya air (tanah),
untuk memahami asal-usul (origin) dan sifat-sifat (nature) air tanah, agar tidak terjadi
kesalah-pengertian tentang sumberdaya yang dikelola. Kesalah-pengertian tersebut akan
menjadikan tujuan mewujudkan kemanfaatan air tanah terutama bagi kaum miskin
pengelolaan tidak mencapai sasarannya, bahkan justru akan menimbulkan dampak yang
merugikan bagi keterdapatan air tanah itu sendiri serta kaum miskin tersebut. Hal-hal
pokok yang perlu dipahami tentang asal-usul dan sifat-sifat air tanah antara lain tentang:
Asal air tanah, Pembentukan air tanah, wadah air tanah, pegaliran dan imbuhan air tanah
serta
mutu
air
tanah.
Iwan.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
:
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [9 Mei 2015]
2.3
Asal Air Tanah
Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah dan terletak
pada zona jenuh air. Air tanah berasal dari permukaan tanah, misalkan hujan, sungai,
danau. Dan dari dalam bumi sendiri diamana air tersebut terjadi bersama-sama dengan
batuannya, misalkan pada waktu terjadinya batuan endapan terdapat air yang terjebak
oleh batuan endapan tersebut. Contohnya: air fosil yang biasanya asin air volkanik –
panas dan mengandung sulfur. Klastik. 2008. Asal air tanah. (online). Tersedia :
http://klastik.wordpress.com/2008/03/27/dari-mana-asal-air-tanah/. [12 Mei 2015
2.4
Pembentukan Air Tanah
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.
Air tanah adalah salah satu faset dalam daur hidrologi , yakni suatu peristiwa
yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan
kembali ke atmosfer; penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan
membentuk awan, pencurahan, pelonggokan dalam tanih atau badan air dan penguapan
kembali (Kamus Hidrologi, 1987). Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa
air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain yang
terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup,
penggunaan lahan, tetumbuhan penutup, serta manusia yang berada di permiukaan.
Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. Setiap aksi
(pemompaan, pencemaran dll) terhadap air tanah akan memberikan reaksi terhadap air
permukaan, demikian sebaliknya. Iwan. (2009). Air Tanah. (online). Tersedia :
http://iwankgeografi03.blogspot.com/2009/020air-tanah.html. [12 Mei 2015]
2.5
Wadah Air Tanah
Suatu formasi geologi yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan
melalukan air tanah dalam jumlah berarti ke sumur-sumur atau mata air – mata air
disebut akuifer. Lapisan pasir atau kerikil adalah salah satu formasi geologi yang dapat
bertindak sebagai akuifer. Wadah air tanah yang disebut akuifer tersebut dialasi oleh
lapisan lapisan batuan dengan daya meluluskan air yang rendah, misalnya lempung,
dikenal sebagai akuitard. Lapisan yang sama dapat juga menutupi akuifer, yang
menjadikan air tanah dalam akuifer tersebut di bawah tekanan (confined aquifer). Di
beberapa daerah yang sesuai, pengeboran yang menyadap air tanah tertekan tersebut
menjadikan air tanah muncul ke permukaan tanpa membutuhkan pemompaan.
Sementara akuifer tanpa lapisan penutup di atasnya, air tanah di dalamnya tanpa
tekanan (unconfined aquifer), sama dengan tekanan udara luar.
Semua akuifer mempunyai dua sifat yang mendasar: (i) kapasitas menyimpan air
tanah dan (ii) kapasitas mengalirkan air tanah. Namun demikaian sebagai hasil dari
keragaman geologinya, akuifer sangat beragam dalam sifat-sifat hidroliknya (kelulusan
dan simpanan) dan volume tandoannya (ketebalan dan sebaran geografinya).
Berdasarkan sifat-sifat tersebut akuifer dapat mengandung air tanah dalam jumlah yang
sangat besar dengan sebaran yang luas hingga ribuan km2 atau sebaliknya.
Sebaran akuifer serta pengaliran air tanah tidak mengenal batas-batas
kewenangan administratif pemerintahan. Suatu wilayah yang dibatasi oleh batasanbatasan geologis yang mengandung satu akuifer atau lebih dengan penyebaran luas,
disebut cekungan air tanah.
2.6
Pengaliran Dan Imbuhan Air Tanah
Saat ini di daerah-daerah perkotaan yang pemanfaatan air tanah dalamnya sudah
sangat intensif, seperti di Jakarta, Bandung, Semarang, Denpasar, dan Medan, muka air
tanah dalam (piezometic head) umumnya sudah berada di bawah muka air tanah
dangkal (phreatic head). Akibatnya terjadi perubahan pola imbuhan, yang sebelumnya
air tanah dalam memasok air tanah dangkal (karena piezometic head lebih tinggi dari
phreatic head), saat ini justru sebaliknya air tanah dangkal memasok air tanah dalam.
Jika jumlah total pengambilan air tanah dari suatu sistem akuifer melampaui
jumlah rata-rata imbuhan, maka akan terjadi penurunan muka air tanah secara menerus
serta pengurangan cadangan air tanah dalam akuifer. (Seperti halnya aliran uang tunai
ke dalam tabungan, kalau pengeluaran melebihi pemasukan, maka saldo tabungan akan
terus berkurang). Jika ini hal ini terjadi, maka kondisi demikian disebut pengambilan
berlebih (over exploitation) , dan penambangan air tanah terjadi.
2.7
Mutu Air Tanah
Sifat fisika dan komposisi kimia air tanah yang menentukan mutu air tanah
secara alami sangat dipengaruhi oleh jenis litologi penyusun akuifer, jenis tanah/batuan
yang dilalui air tanah, serta jenis air asal air tanah. Mutu tersebut akan berubah
manakala terjadi intervensi manusia terhadap air tanah, seperti pengambilan air tanah
yang berlebihan, pembuangan libah, dll.
Air tanah dangkal rawan (vulnerable) terhadap pencemaran dari zat-zat
pencemar dari permukaan. Namun karena tanah/batuan bersifat melemahkan zat-zat
pencemar, maka tingkat pencemaran terhadap air tanah dangkal sangat tergantung dari
kedudukan akuifer, besaran dan jenis zat pencemar, serta jenis tanah/batuan di zona
takjenuh, serta batuan penyusun akuifer itu sendiri. Mengingat perubahan pola imbuhan,
maka air tanah dalam di daerah-daerah perkotaan yang telah intensif pemanfaatan air
tanahnya, menjadi sangat rawan pencemaran, apabila air tanah dangkalnya di daerahdaerah tersebut sudah tercemar. Air tanah yang tercemar adalah pembawa bibit-bibit
penyakit yang berasal dari air (water born diseases).
2.8
Siklus Air (Siklus Hidrologi)
Defenisi tentang air tanah diatas menunjukkan keterkaitan erat dengan air
permukaan (sungai, rawa, dan danau). Oleh karena itu, air tanah merupakan bagian dari
siklus air (the water cycle).
2.8.1 Gambar Siklus Hidrologi
2.9. Proses Siklus Hidrologi
Jika hari hujan maka air akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebahagian akan
mengalir ke permukaan bumi menuju ke daerah yang lebih rendah dan bermuara di laut
atau di danau. Sebahagian lagi akan terserap oleh bumi dan “mengalir” di dalam tanah
atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.
Air yang telah sampai di laut ataupun di danau jika dikenai oleh sinar matahari
akan menguap dan bergabung membentuk awan. Oleh karena adanya perbedaan
tekanan dan temperatur di atas permukaan bumi maka terjadilah perpindahan udara atau
pergerakan udara yang kita sebut angin.
Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah yang lebih
rendah temperatur tekanannya. Jika awan yang dibawa oleh angin ini melalui daerah
pegunungan, maka gerakannya akan terhalang dan didorong untuk naik lebih tinggi lagi.
Karena temperatur akan semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut,
maka awan yang mengandung uap air tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah
butiran-butiran air yang kemudian jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan.
Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daerah yang lebih
rendah, dan sebahagian diserap oleh bumi. Kemudian terus ke laut atau ke danau dan
apabila kena sinar matahari akan menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan
berkumpul dan kemudian dibawa oleh angin dan mengembun dan berubah menjadi
hujan. Begitulah seterusnya siklus dari air yang berulang secara bergantian. Hidayat.
(2009).
Air
Tanah.
(online).
Tersedia
:
http://herrywidayat.wordpress.com/2009/01/09/115/ [9 Mei 2015]
2.10
Macam- macam Air Tanah
Menurut Krussman dan Ridder (1970) dalam Utaya (1990:41-42) bahwa
macam-macam akifer sebagai berikut:
A Akifer Bebas (Unconfined Aquifer)
yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan
kedap air. Permukaan tanah pada aquifer ini disebut dengan water table (preatiklevel),
yaitu permukaan air yang mempunyai tekanan hidrostatik sama dengan atmosfer.
B Akifer Tertekan (Confined Aquifer)
yaitu aquifer yang seluruh jumlahnya air yang dibatasi oleh lapisan kedap air, baik yang
di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan jenuh lebih besar dari pada tekanan
atmosfer.
C. Akifer Semi tertekan (Semi Confined Aquifer)
yaitu aquifer yang seluruhnya jenuh air, dimana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan
semi lolos air dibagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.
D Akifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer)
yaitu aquifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air, sedangkan
bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya
masih memungkinkan adanya gerakan air. Dengan demikian aquifer ini merupakan
peralihan antara aquifer bebas dengan aquifer semi tertekan.
2.11 Gerakan Air Tanah
Pergerakan air di bawah tanah dengan sumber airnya adalah air hujan dapat
digambarkan dalam beberapa tahapan berikut:sebidang tanah alami yang permukaannya
ditumbuhi rerumputan dan sebatang pohon besar Ketika turun hujan, air hujan mulai
membasahi permukaan tanah Tanah yang alami dengan tetumbuhan di atasnya
menyediakan pori-pori, rongga-rongga dan celah tanah bagi air hujan sehingga air hujan
bisa leluasa merembes atau meresap ke dalam tanah. Air itu akan turun hingga
kedalaman beberapa puluh meter.
Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah sampai
dia mencapailapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit
yangtidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini adalah lapisan yang
bersifatimpermeabel. Lapisan seperti ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan
bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang
berisi air).
Karena air tak bisa lagi turun ke bawah, maka air tadi hanya bisa mengisi ruang
di antara butiran batuan di atas lapisan aquitard.Air yang datang kemudian akan
menambah volume air yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan tersimpan
disana. Penambahan volume air akan berhenti seiring dengan berhentinya hujan. Air
yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah. Sementara air yang tidak bisa
diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan
Permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan tanah yang terisi air
tanah disebut zona saturasi air.
Permukaan zona saturasi — yang tak lain adalah water table tersebut — selalu
mengikuti bentuk topografi atau lekuk-lekuk permukaan bumi.
(http://taman.blogsome.com/category/air-tanah/ )
Disamping air tanah bergerak dari atas ke bawah, air tanah juga bergerak dari
bawah ke atas (gaya kapiler). Air bergerak horisontal pada dasarnya mengikuti hukum
hidrolika, air bergerak horisontal karena adanya perbedaan gradien hidrolik. Gerakan air
tanah mengikuti hukum Darcy yang berbunyi “volume air tanah yang melalui batuan
berbanding lurus dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan tebal lapisan.
2.12
Kondisi Air Tanah Dataran Aluvial
Dataran alluvial merupakan dataran yang terbentuk akibat proses-proses
geomorfologi yang lebih didominasi oleh tenaga eksogen antara lain iklim, curah hujan,
angin, jenis batuan, topografi, suhu, yang semuanya akan mempercepat proses
pelapukan dan erosi. Hasil erosi diendapkan oleh air ketempat yang lebih rendah atau
mengikuti aliran sungai. Dataran alluvial menempati daerah pantai, daerah antar
gunung, dan dataran lembah sungai. daerah alluvial ini tertutup oleh bahan hasil
rombakan dari daerah sekitarnya, daerah hulu ataupun dari daerah yang lebih tinggi
letaknya. Potensi air tanah daerah ini ditentukan oleh jenis dan tekstur batuan.
Volume air tanah dalam dataran alluvial di tentukan oleh tebal dan penyebaran
permeabilitas dari akifer yang terbentuk dalam aluvium dan dilluvium yang mengendap
dalam dataran. Apabila suatu daerah materi penyusunnya atas materi halus
(liat/berdebu) umumnya permeabilitasnya kecil, sedangkan suatu daerah yang tersusun
atas pasir dan kerikil permeabilitasnya besar. Air tanah yang mengendap di dataran
banjir ditambah langsung dari peresapan air susupan. Permukaan air tanahnya dangkal
sehingga pengambilan air dapat dengan sumur dangkal.
Dataran alluvial unsur-unsur yang dominan adalah unsur NO2, NO3, Ca, Mg, Si,
dan Fe. Kelebihan Nitrit karena pengaruh zat buangan (urine), pembusukan organik dari
hasil reduksi nitrat yang ada disekitar air tanah (Karmono dan Joko Cahyo, 1978:11).
Hal ini selain dipengaruhi oleh faktor alam juga sebagai aktivitas manusia misalnya
adanya lahan pertanian yang mengkonsumsi pupuk organik yang mengandung nitrat.
2.13 Metode Pencarian Air Tanah
Tiap jenis airtanah memerlukan metode pencarian yang spesifik. Diantaranya
adalah:
Metode berdasarkan aspek fisika (Hidrogeofisika)
Penekanannya pada aspek fisik yaitu merekonstruksi pola sebaran lapisan akuifer.
Beberapa metode yang sudah umum kita dengar dalam metode ini adalah pengukuran
geolistrik yang meliputi pengukuran tahanan jenis, induce polarisation (IP) dan lainlain. Pengukuran lainnya adalah dengan menggunakan sesimik, gaya berat dan banyak
lagi.
Metode berdasarkan aspek kimia (Hidrogeokimia)
Penekanannya pada aspek kimia yaitu mencoba merunut pola pergerakan airtanah.
Secara teori ketika air melewati suatu media, maka air ini akan melarutkan komponen
yang dilewatinya. Sebagai contoh air yang telah lama mengalir di bawah permukaan
tanah akan memiliki kandungan mineral yang berasal dari batuan yang dilewatinya
secara melimpah.
(http://www.fishyforum.com/fishysalt/fishyronment/9689-airtanah-apa-dan-bagaimanamencarinya.html)