Eksplorasi Airtanah

SN - Hidrogeologi => UNP 1

Eksplorasi Airtanah


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


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)


Metoda Geolistrik Tahanan Jenis (resistivity)

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


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


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


Pola arus di dalam tanah/ batuan (Susunan Schlumberger)


Kurva Sounding (Susunan Werner)


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


11

Penampang hasil survey geolistrik resistivity : soundingg


12


Metoda Seismik Refraksi (imbas)

Berdasarkan pada Kecepatan gelombang bias (yang merepresentasikan rapat massa)


Pengukuran dengan metode seismik refraksi


Jejak gelombang seismik refraksi


Interpretasi data seismik refraksi (2 lapisan)

Pengukuran pada 2 lapisan batuan



18

Interpretasi data seismik refraksi (3 lapisan)

Beberapa model hasil pengukuran dengan seismik refraksi


19


Pemboran (Eksplorasi) Airtanah


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.


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


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.


Mesin Bor (drilling machine)


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


Pemboran Airtanah

Rig/ mast

Katrol

Wire rope/ seling

Mesin penggerak

Lubang bor

Mesin bor


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)


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


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)



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



Konfigurasi elektrode dalam ‘resistivity logging’

35SN - Hidrogeologi => UNP

36

Caliper logging Natural gamma log Neutron log



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


Desain dan Konstruksi Sumur Produksi


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


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



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


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

Gravel pack ~ 3 – 6 mm


Screen penurun tekanan air



Saringan dan susunan gravel pada sumur produksi


Tabel Kualitas Saringan


48

Tabel Kecepatan Aliran Air Melalui Saringan


49

Terimakasih & Selamat Belajar !!!


Hubungan Antara Ukuran Bukaan Saringan Dengan Ukuran Gravel

Distribusi ukuran butir pada akuifer yang berbeda


Ukuran bukaan screen dipengaruhi distribusi ukuran butir akuifer


Pemilihan ukuran gravel pack dipengaruhi oleh ukuran butir akuifer


Documents

Eksplorasi Airtanah