Hidrogeologi.

(1)

Prof. Redana

1) Water Resources

2) Contamination

(2)

volume

bulk

void

volume

n

=

Jenis Tanah Ukuran Butir (mm)

Boulders >200

Cobbles 60-200

Kerikil Kasar 20-60

Kerikil Sedang 6-20

Kerikil Halus 2-6

Pasir Kasar 0,6-2

Pasir Sedang 0,02-0,6

Pasir Halus 0,06-0,2

Lanau kasar 0,02-0,06

Lanau Sedang 0,006-0,02

Lanau Halus 0,002-0,006

(3)

A

L

h

K

Q

D

-=

dl

dh

g

Cd

v

2 m

r

=

)

/

(

m

s

g

Cd

K

2 m

r

=

)

(

2 _m

Cd

k

₌

)

/

(

m

s

g

k

K

m

r

=

v

=kecepatan,

k

=permeabilitas

m

=viskositas

(4)

1) Constan Head

2) Falling Head

hAt

QL

K

=

2 1

h

t

A

al

3

2 K

,

log

D

=

Jenis tanah Permeabilitas, k (cm2₎ _{Konduktivitas hidraulik, K (cm/s)} Tanah Unconsolidated:

Gravel 10-3_-10-6 ₁₀2_-10-1

Pasir bersih 10-5_-10-9 _1-10-4 Pasir kelanauan 10-6_-10-10 ₁₀-1_-10-5 Lanau, loess 10-8_-10-12 ₁₀-3_-10-7 Lempung glacial 10-9_-10-15 ₁₀-4_-10-10 Lempung marina 10-12_-10-15 ₁₀-7_-10-10 Batuan:

Karst limestone 10-5_-10-9 _1-10-4 Basalt permeable 10-5_-10-10 _1-10-5 Retakan Igneous dan metamorfik 10-7_-10-11 ₁₀-2_-10-6

Limestone dan dolomite 10-9_-10-12 ₁₀-4_-10-7 Batu berpasir 10-9_-10-13 ₁₀-4_-10-8

(5)

ALIRAN PARALEL

ALIRAN SERI

h

b

K

b

Q

q

i i

_Ñ

÷÷ø

ö

ççè

æ

=

å

_b

h

K

b

q

i i i

å

Ñ

÷÷

÷

ø

ö

çç

ç

è

æ

-=

)

(

kPa

u

+

¢

=

s

h

gh

v

r

g

(6)

o

g

gaya

x

jarak

mg

z

W

₌

-2

o v

m

v

W

=

-

=

ò

=

ò

p p

p _o

Vdp

m

dp

W

r

1 1) Kerja Gravitasi (g)

2) Kerja massa (m)

3) Kerja tekanan (p)

ò

+

-+

-=

p p o

m

dp

v

m

z

mg

W

r

1

2 )

(

Bernauli

dp

1

2 v

z

g

m

W

nsial

EnergiPote

p p 2 o o o

ò

+

-+

-=

=

F

=

_r

(7)

w

p

h

essurehead

g

=

Pr

z

h

Totalhead

₌

_p

₊

l

sangatkeci

g

2 v

Volocityhe

2 ~

z

ead

(8)

Titik Pressurehead (cm) Elevationhead (cm) Total head (cm) Headloss (cm)

A 20 -10 10 0

B 20 -10 10 0

C 15 -10 5 5

D 121_/

2 -10 21/2 71/2

E 10 -10 0 10

F 10 -10 0 10

1) Geologi, 2) Topografi

(9)

¨

Persamaan kontinum menghasilkan Persamaan

Laplace:

¨

Penyelesaian Persamaan Laplace

memungkinkan untuk menggambar flownets

0

2 =

¶

+

¶

y

h

x

h

Gambar media porous atau lapisan tanah dan bangunan air

yang ada dengan semua batasnya (

boundaries

) dengan

memakai skala yang disukai, misalnya seperti Gambar 7.3.

Dengan teknik

trial and error

(sering sekali

error

), sket suatu

jaringan atau

network

luasan dari

flow lines

dan

equipotential

lines

sehingga gambar yang didapat adalah bujur sangkar

(

square

).

Semua sisi bujur sangkar menyinggung pada sudut 90

.

Tidak semua bujur sangkar yang terbentuk dalam

flownets

berukuran sama besarnya.

Flow lines

tidak boleh memotong batas impervius

(

imperviousboundary

adalah

flowline

)

Semua

equipotential lines

harus memotong

impervious boundary

(10)

K

=20x10

-4

_cm/s

dt

cm

78

3

10

3

1

630

10

20 N

b

a

Kh

q

4 3

d f

.

÷

=

,

ø

ö

ç

è

æ

=

÷÷ø

ö

ççè

æ

÷

ø

ö

ç

è

æ

=

-20

(11)

(12)

(13)

(14)

m o

h

4 p

-ik

m

x

T

det

10

843 ,

2

14 ,

0

14 ,

3

4 )

1 (

10

5

2 3 3

-=

=

4 2 3

10

127 ,

3

50

275

10

843 ,

2

1

4 ₌

-=

x

S

h

Q

T

D

=

p

4

3 ,

2 ik

m

x

T

det

10

052 ,

3

30 ,

0

14 ,

3

4

10

5

3 ,

2

2 3 3

-=

=

4 2 3

2 o

₆₀

3

815 x

10

200

10 x

052

3

25

2 r

Tt

25

2

(15)

(16)

Ca Mg

Na+K

HCO3 SO4

Cation

Anion

Total % (meq/l)

(17)

Klasifikasi TDS (total dissolved solids) dalam

mg/l atau g/m3

Air tawar 0-1.000

Air payau 1.000-10.000

Saline water 10.000-100.000

Brine water Lebih dari 100.000

(18)

Sistem Wetting liquid Non-wetting liquid

Udara/air Air Udara

Udara/minyak Minyak Udara

Air/minyak Air Minyak

Udara/minyak/air Air>minyak>udara

(19)

Kedalaman(m) s¢p (kPa) Cr Cc eo

8,5 50 0,008 0,12 0,54

Berat satuan jenuh (

g

sat

) pasir 18 kN/m

,

unit weight

jenuh (

g

sat

) lempung 19 kN/m

.

¨

a. Muka air tanah pada elevasi A

¨

Tekanan total di B:

¨

Tekanan pori (netral):

¨

Tekanan efektif adalah:

kPa

x

h

z

gh

gz

w sat w sat

=

r

+

r

=

g

+

g

=

18

1 +

18

5 =

108 s

kPa

x

h

gh

u

=

r

w

=

g

w

=

9 .

81

5 =

49 ,

05 kPa

u

₌

108 _-

49 ,

05 ₌

58 ,

95 -=

¢

s

(20)

¨

b. Apabila muka air tanah turun ke level B

¨

Tekanan total di B:

¨

Tekanan air pori:

¨

Tekanan efektif pada level B menjadi:

kPa

x

h

z

gh

gz

w w

=

r

+

r

=

g

+

g

=

18

1 +

18

5 =

108 s

kPa

x

h

g

u

₌

_r

_w

₌

_g

_w

₌

9 .

81

0 ₌

0 kPa

u

₌

108 _-

0 ₌

108 -=

¢

_s

s

¨

c) Penambahan beban pada level B:

¨

Karena muka air tanah turun dari level A ke

level B, maka tanah akan mendapat tekanan

yang lebih tinggi, tambahan tekanan pada level

B menjadi:

kPa

B

di

air

muka

A

di

air

muka

B

=

¢

-

¢

=

108 -

58 ,

95 =

49 ,

05 ¢

(21)

¨

d) Besarnya penurunan tanah

¨

Perhitungan tekanan

overburden

:

¨

Pada kedalaman h

_L

=2,5m:

41 2

/

93 ,

81 ,

9

19

5 ,

2

5

81 ,

9

18

1

18

5 ,

2 kN

m

h

z

_w _lempung _air

=

+

¢

+

´

-

=

+

-

+

-

=

¢

g

s

61 ,

0

93 ,

81

50 ₌

=

¢

=

vo p

OCR

s

cm

m

e

H

C

S

vo v vo o o c

₁

log

0 ,

12 ₁

5 ₀

_,

₅₄

log

81 ,

93 ₈₁

_,

₉₃

49 ,

05

0 ,

079

7 ,

9 =

úû

ù

êë

é

+

=

ú

û

ù

ê

ë

é

+

D

+

=

s

¨

e) Waktu penurunan

¨

Besarnya c

_v

=7,8 m

2 /tahun

¨

H

_d

=2,5m, karena drainase terjadi ke arah atas

dan bawah pada lapisan pasir.

2 d v v

_H

t

c

T

₌

v d v

c

H

T

t

=

Urata2(%) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.95 1

Tv 0.008 0.031 0.071 0.126 0.197 0.287 0.403 0.567 0.848 1.163 ~

(22)

(23)

(24)

I

DV

p

r

=

2 ρ

D

=resistansi,

=jarak elektroda,

V

=perbedaan voltase antara elektroda potensial, dan

I

=arus listrik.

I

V

b

L

2 2

2 ÷

_ø

ö

-

ç

_è

æ

÷

_ø

ö

ç

è

æ

=

r

ρ

=resistivitas,

L

=jarak elektroda arus,

b

=jarak elektrodapotensial,

V

=perbedaan voltase antara potensial elektroda, dan

I

=arus listrik.

(25)

(26)

52 f

s f f s

h

g

-

g

=

10 _m

kN

=

g

3

25 ,

10 m

kN

s

=

g

f

s

h

(27)

Freeze, R.A and Cherry, J.A. (1979).

Groundwater

. Prentice Hall, Inc., Englewood

cliffs, New Jersey, 601 p.

Redana, I W. dan Suparta, IW. (2007).

Water Resources Analysis in Small Islands

(Case study in Nusa Lembongan Island, Bali)

. Proc. International symphosium and

workshop on current problem in groundwater management and related water

resources issues. Indonesian hydrological society and Japan research institute for

humanity and nature. Bali, indonesia.

Redana, I W. (2014). Air

Tanah

. Udayana University Press. (Dalam Proses Cetak)

Todd, D.K.and Todd, D.K. (1980).

Groundwater Hydrology

. 2nd Ed. John Wiley and

Sons, New Yor.

(1)

11/9/2015

22

(2)

11/9/2015

(3)

11/9/2015

24 I

DV

p

r

=

2

ρD=resistansi, =jarak elektroda,

V=perbedaan voltase antara elektroda potensial, dan I=arus listrik.

I

V

b

L

2 2

2 ÷

_ø

ö

-

ç

_è

æ

÷

_ø

ö

ç

è

æ

=

r

ρ=resistivitas,

L=jarak elektroda arus, b=jarak elektrodapotensial,

V=perbedaan voltase antara potensial elektroda, dan I=arus listrik.

(4)

11/9/2015

(5)

11/9/2015

26

51 52 f s f f s

h

g

-

g

=

10 _m

kN

=

g

25 ,

10 m

kN

=

g

f

s

h

(6)

11/9/2015

Freeze, R.A and Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice Hall, Inc., Englewood cliffs, New Jersey, 601 p.

Redana, I W. dan Suparta, IW. (2007). Water Resources Analysis in Small Islands (Case study in Nusa Lembongan Island, Bali). Proc. International symphosium and workshop on current problem in groundwater management and related water resources issues. Indonesian hydrological society and Japan research institute for humanity and nature. Bali, indonesia.

Redana, I W. (2014). Air Tanah. Udayana University Press. (Dalam Proses Cetak) Todd, D.K.and Todd, D.K. (1980). Groundwater Hydrology. 2nd Ed. John Wiley and Sons, New Yor.