Eksplorasi Airtanah

SN - Hidrogeologi => UNP 1

Eksplorasi Airtanah

SN - Hidrogeologi => UNP 2

Dasar dari metoda geofisika untuk eksplorasi airtanah:Memanfaatkan sifat fisik batuan/tanah dan air yang berada di dalam pori-pori atau rekahan Sifat fisik tersebut (untuk aiirtanah):

• Sifat meneruskan/menahan arus listrik resistivity (ρ): (ρ) < = mengandung airtanah; (ρ) << = mengandung airtanah dengan TDS tinggi

(asin/payau/tercemar?); (ρ) >> = bukan akuifer

SN - Hidrogeologi => UNP 3

Dasar dari metoda geofisika untuk eksplorasi airtanah:• Sifat meneruskan gelombang seismik (kerapatan/

kepadatannya) density (γ): (γ) >> padat = non akuifer; (γ) << berongga = mungkin akuifer

• Sifat radioaktif sinar gamma Sinar gamma alami >> batu lempung (mengandung

K)

SN - Hidrogeologi => UNP 4

Metoda Geolistrik Tahanan Jenis (resistivity)

Resistivity : 1.Wenner 2.Schlumberger3.Dipole-dipole4.Mess ala Masse

SN - Hidrogeologi => UNP 5

Metode Geolistrik Tahanan Jenis

SN - Hidrogeologi => UNP

6

Metode Geolistrik Tahanan Jenis : Werner

Konfigurasi Werner:•CP = PP = PC = a•C = elektrode arus•P = elektrode potensial•I = arus (ampere)•V = voltage (volt)

R = 2 π a ΔV / I

SN - Hidrogeologi => UNP

7

Metode Geolistrik Tahanan Jenis

Konfigurasi Schlumberger:•PP (tetap) = b•CC (berubah) = L•C = elektrode arus•P = elektrode potensial•I = arus (ampere)•V = voltage (volt)

R = π [{ AB/2)2 – (MN/2)2} /MN] ΔV / I

SN - Hidrogeologi => UNP 8

Pola arus di dalam tanah/ batuan (Susunan Schlumberger)

SN - Hidrogeologi => UNP 9

Kurva Sounding (Susunan Werner)

SN - Hidrogeologi => UNP

10

Pengukuran geolistrik resistivity bisa dipakai untuk menetahui (menduga) sebaran batuan (berdasarkan tahanan jenisnya) dalam arah :

• horisontal (electric profiling) peta, dan • pada arah vertikal (electrik sounding)

penampang

Peta hasil survey geolistrik resistivity : profile

SN - Hidrogeologi => UNP

11

Penampang hasil survey geolistrik resistivity : soundingg

SN - Hidrogeologi => UNP

12

SN - Hidrogeologi => UNP 13

Metoda Seismik Refraksi (imbas)

Berdasarkan pada Kecepatan gelombang bias (yang merepresentasikan rapat massa)

SN - Hidrogeologi => UNP 14

Pengukuran dengan metode seismik refraksi

SN - Hidrogeologi => UNP 15

Jejak gelombang seismik refraksi

SN - Hidrogeologi => UNP 16

Interpretasi data seismik refraksi (2 lapisan)

Pengukuran pada 2 lapisan batuan

SN - Hidrogeologi => UNP 17

SN - Hidrogeologi => UNP

18

Interpretasi data seismik refraksi (3 lapisan)

Beberapa model hasil pengukuran dengan seismik refraksi

SN - Hidrogeologi => UNP

19

SN - Hidrogeologi => UNP 20

Pemboran (Eksplorasi) Airtanah

SN - Hidrogeologi => UNP 21

Pemboran:Pemboran eksplorasi diperlukan untuk mendapatkan data geologi maupun parameter hidrogeologi yang ada di bawah permukaan tanahDengan didapatkannya data tersebut maka dapat dibuat penampang geologi lubang bor (geological bor hole log); sehingga jika pada satu cekungan dibuat beberapa lubang bor (dengan pola tertentu), dapat digambarkan kondisi hidrostratigrafi cekungan tersebut.

SN - Hidrogeologi => UNP 22

Pada sumur-sumur tersebut juga (da[at) dilakukan test akuifer (slug test, pumping test, flowing test, serta pemantauan m.a.t atau tekanan pisometrik).

Dari test tersebut bisa didapatkan nilai K, T, S, serta fluktuasi m.a.t. atau tekanan pisometriknya.

Jika bisa dibuat (mininal 3 lobang bor eksplorasi (dalam satu sistem cekungan airtanah yang sama) konfigurasi geologi 3 dimensi (3-D) (blok diagram/ fench diagram) dapat dibuat arah aliran airtanah dapat diduga dan dibuat modelnya

Diagram hidrostratigrafi bisa dibuat penentuan lokasi sumur produksi bisa lebig akurat

SN - Hidrogeologi => UNP 23

Pemboran (core sampling)

Salah satu kegiatan penting dalam eksplorasi airtanah adalah pemboran. Kegiatan pemboran (inti/ coring) dilakukan untuk memperoleh gambaran sebaran vertikal maupun horisontal (jika ada beberapa lobang bor) batuan (stratigrafi) sebaik mungkin.

SN - Hidrogeologi => UNP 24

Mesin Bor (drilling machine)

SN - Hidrogeologi => UNP 25

Pemboran Airtanah (direct circulation)

Selang air pembilas

Waterswivel

Pipa bor/ rod/ (kelly)

Mud pit

Fluida bor (mud)

Lubang bor

Anulus

Mata bor (bit)

Casing

Mesin bor

SN - Hidrogeologi => UNP 26

Pemboran Airtanah

Rig/ mast

Katrol

Wire rope/ seling

Mesin penggerak

Lubang bor

Mesin bor

SN - Hidrogeologi => UNP 27

Ada beberapa metode pemboran sumur produksi airtanah: Percussive drilling (cable tools )• bit dan pemberat dijatuhkan (bebas) dan diangkat dengan

string (kabel)• tidak ada core, hanya cuttings• cuttings hasil pemboran diangkat dengan bailer• hanya pada batuan yang kuat (tidak perlu casing)

SN - Hidrogeologi => UNP 28

Percussive drilling (down the hole)• bit/ piston digerakkan oleh udara tekan (dihasilkan oleh

kompressor) yang disalurkan melalui pipa• tidak ada core, hanya cuttings• cuttings terbawa keatas oleh udara

SN - Hidrogeologi => UNP 29

Rotary drilling• energi dan bit diantar dengan pipa yang diputar dari atas/

permukaan• bisa dapat core atau cuttings, tergantung jenis bit yang

dipakai• core/ core barrel diambil dengan menggunakan wire line• cuttings diangkut oleh fluida bor• ada 2 metode:

rotary table + kelly rotary spindle => langsung drill rod biasa (pipa)

30

Bit dan Bailer untuk alat Bor “tumbuk” (cable tools)

Bit (mata bor) untuk alat Bor “putar” (rotary table/ spindle)

SN - Hidrogeologi => UNP

SN - Hidrogeologi => UNP 31

Data yang diambil pada pemboran eksplorasi:Jenis batuan (litologi) : sampling – deskripsi – penamaan batuan !Ketebalan masing-masing lapisan log litologiHarga K masing-masing lapisan akuifer/non akuifer ?Muka airtanah statik dan piezometric levelSistem hidrogeologi (akuifer bebas / tertekan ?)Karakteristik sumur (p.test: K, T, S ?)Kualitas airtanah (sampling dan analisa kimia)Data log geofisika :

short dan long normal resistivity, natural gamma ray, kaliper,

32SN - Hidrogeologi => UNP

Contoh “cuttings”Rekaman kecepatan

pemboran

Log litologi (dari core dan cuttings

33

Metoda penampangan lobang bor (bore hole logging): Penampangan litologi :

• dari cuttings/ potongan batuan• dari inti bor/ core

Penampangan dimensi : • caliper: bisa membantu menentukan akuifer dan non

akuifer Penampangan geofisika:

• short dan long normal resistivity, • natural gamma ray, • netron

Penampangan Geofisika Lobang Bor

SN - Hidrogeologi => UNP

SN - Hidrogeologi => UNP 34

Konfigurasi elektrode dalam ‘resistivity logging’

35SN - Hidrogeologi => UNP

36

Caliper logging Natural gamma log Neutron log

SN - Hidrogeologi => UNP

SN - Hidrogeologi => UNP 37

Pembuatan penampang stratigrafi dari log bor litologi

1. Log bor (litologi) hasil koreksi 2. Penampang litologi/ diagram

pagar (fence diagram) 3. Hidrostratigrafi 4. Tentukan akuifer yang berpotensi

SN - Hidrogeologi => UNP 38

Desain dan Konstruksi Sumur Produksi

SN - Hidrogeologi => UNP 39

Sumur Produksi :ukuran (dimensi) sumur produksi :

• diameter lobang sumur• kedalaman sumur

konstruksi sumur produksi :• casing (pipa sumur + pipa naik)• cement grout semen (semen pelindung)• screen (saringan)• gravel pack (susunan kerikil)• lead/rubber packer (jika perlu)• pipe stabilizer

SN - Hidrogeologi => UNP 40

Sumur Produksi :pemilihan jenis dan ukuran bukaan screen :

• tergantung kualitas air• tergantung ukuran butiran akuifer

pemilihan ukuran gravel pack :• tergantung ukuran butiran akuifer• tergantung ukuran bukaan screen (3-6 mm)

Penentuan letak saringan pada sumur produksi

SN - Hidrogeologi => UNP 41

SN - Hidrogeologi => UNP 42

Konstruksi sumur airtanah

Bukaan dan panjang screen harus sesuai dengan ukuran butir akuifer

Butir halus

Butir kasar

Bukaan kecil

Bukaan besar

Pasir halus masuk ke screen kasar

SN - Hidrogeologi => UNP 43

Gravel pack (filter pack) mencegah masuknya pasir ke dalam pipa sumur

Gravel pack ~ 3 – 6 mm

SN - Hidrogeologi => UNP 44

Screen penurun tekanan air

SN - Hidrogeologi => UNP 45

SN - Hidrogeologi => UNP 46

Saringan dan susunan gravel pada sumur produksi

SN - Hidrogeologi => UNP 47

Tabel Kualitas Saringan

SN - Hidrogeologi => UNP

48

Tabel Kecepatan Aliran Air Melalui Saringan

SN - Hidrogeologi => UNP

49

Terimakasih & Selamat Belajar !!!

SN - Hidrogeologi => UNP 50

Hubungan Antara Ukuran Bukaan Saringan Dengan Ukuran Gravel

Distribusi ukuran butir pada akuifer yang berbeda

SN - Hidrogeologi => UNP 51

Ukuran bukaan screen dipengaruhi distribusi ukuran butir akuifer

SN - Hidrogeologi => UNP 52

Pemilihan ukuran gravel pack dipengaruhi oleh ukuran butir akuifer

SN - Hidrogeologi => UNP 53