BAHAN PEMBINAAN UNTUK CALON PESERTA

OLIMPIADE SAINS NASIONAL BIDANG ILMU KEBUMIAN

TAHUN 2009

Disusun oleh

PENTATOK KUNCORO, S.T.

HIDROLOGI

SIKLUS HIDROLOGI

VERTIKAL AIRTANAH

Zone tidak jenuh (tidak 100% terisi

air

Zone lengas tanah, terpengaruh

proses transpirasi

Zone jenuh (100% terisi air)

Muka airtanah

AIRTANAH / GROUNDWATER

• Airtanah = air yang mengisirongga-rongga batuan di bawahpermukaan tanah pada zone jenuhair.

• Sumber utama : hujan

• Airtanah bergerak

Max. 10 m/hari

Min. 1 m/tahun

Mengapa Airtanah Penting ??

• 1,500 million people depends on groundwater

FAKTOR2 PENENTU POTENSI AIRTANAH

1. CURAH HUJAN

2. MATERIAL BATUAN

3. GEOMORFOLOGI/LERENG

4. VEGETASI

DIMANAKAH TERDAPAT AIRTANAH ??

AKUIFER

• Formasi atau perlapisan jenuh (saturated) dan lolos air

yang mampu menyimpan dan mengalirkan airtanah

dalam jumlah yang besar = untuk mengaliri/menjadi

sumber suatu sumur, sungai atau mata air

• Contoh : pasir, kerikil, kerakal,dll

• Aqui = air ;Fer (ferre) = menerima dan mengalirkan

• Aquifer ini bisa berupa akuifer tertekan (confined),

akuifer bebas (unconfined), dan akuifer bertengger

(perched)

TIPE-TIPE AQUIFER

Aquifer Bebas/Dangkal (unconfined)

• Aquifer tidak tertekan

• Jika muka airtanah merupakan batas atas dari akuifer

Aquifer Tertekan (confined)

• Terletak di bawah atau diantara confining layer (impermeable/kedap air)

• Hydraulic head/water table terletak diatas batas atas aquifernya, biasa disebut piezometric/potentiometric

• Karena tekanan, kadang-kadang muka airtanah aquifer tertekan pada sumur bor dapat melebihi permukaan tanah (flowing artesian well)

Aquifer Menggantung (perched)

• Terletak diatas unconfined aquifer, dan aliran airtanah ke bawah tertahan oleh confining layer yang tidak kontinyu

Aquifer Bocor (leaky)• Semi Confined Aquifer

• Bila confining unit adalah semi permeable/aquitard (lempung)

Aquifuge (fuge = tertutup)• Formasi batuan yang tidak dapat menyimpan air (contoh: granit)

Aquitard• Formasi batuan yang dapat menyimpan air, tetapi hanya dapat

mengalirkannya dalam jumlah yang terbatas (contoh: lempungpasiran)

Aquiclude• Formasi batuan yang dapat menyimpan air tapi tidak dapat

meloloskan air dalam jumlah yang banyak (contoh:lempung)

FENOMENA ARTESIAN

AKUIFER MENGGANTUNG (PERCHED AQUIFER)

DEBIT AIRTANAH (Q)

HUKUM DARCY

• Q = - K x (dh/dl) x A

• Q = debit airtanah (m3/hari)

• K = permeabilitas atau hydraulic conductivity ( m3/hari/meter2)

• Kemampuan batuan meloloskan sejumlah air (m3) per hari per

satuan luas (m2)

• (dh/dl) = kemiringan muka airtanah

• A = luas penampang akuifer ( A = D x L)

• D = tebal akuifer ( meter)

• L = lebar akuifer ( meter)

PERMEABILITAS LAPANGAN

Rumus Darcy: Q = - K (dh/dl) A

Permeabilitas (K):

K = Q per ((dh/dl) A)

Satuan K : m3/hari/m2 tidak satuan kecepatan

: m/hari

PERMEABILITAS (HYDRAULIC CONDUCTIVITY) =K

•Percobaan di laboratorium

•Percobaan lapangan

auger hole method

uji pemompaan sumur (pumping test

larutan penunjuk (tracer method)

Berdasarkan tabel

Hydraulic Conductivity From (m/dt) To (m/dt)

Gravel

Clean sand

Silty sand

Silt,loess

Glacial till

Marine clay

Shale

Unfractured basement

Sandstone

Limestone

Fractured basement

Basalt (interflow)

Karst limestone

10-3

10-5

10-7

10-9

10-12

10-12

10-13

10-14

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

1

10-2

10-3

10-5

10-6

10-9

10-9

10-10

10-6

10-6

10-4

10-3

10-3

JARING AIRTANAH/FLOWNETS

• Peta/gambar pada media 2

dimensi yang berisi garis-garis

yang menghubungkan titik-titik

yang mempunyai kedalaman

airtanah (head) yang sama

• Airtanah akan mengalir tegak

lurus (90o) memotong kontur

airtanah karena pengaruh

gravitasi dari hydraulic head

tinggi ke rendah

• Jika peta kontur dilengkapi

dengan arah aliran airtanah,

maka biasa disebut dengan

FLOWNETS

POROSITAS BATUAN (α)

• Porositas (α) atau kesarangan batuan adalah rasio

antara volume pori-pori batuan dengan total volume

batuan

= volume pori2 / volume batuan

• Porositas primer : tergantung dari matrix batuan itu

sendiri

• Porositas sekunder : karena proses solusional atau

rekahan pada batuan

• Airtanah mengisi ruang rongga dalam akuifer, sehingga

porositas jadi ukuran dari jumlah air persatuan volume

akuifer

a) Sedimen sortasi bagus, porositas besar

b) Sortasi tidak bagus, porositas kecil

c) Sortasi sedimen bagus, terisi oleh endapan yang porus, secara

keseluruhan porositas bagus

d) Sortasi sedimen bagus tetapi porositas berkurang karena deposit

mineral yang tidak porus pada pori-pori

e) Porositas tinggi karena proses solusional

f) Porositas karena rekahan

Material Ukuran partikel (mm)

Lempung

Debu

Pasir sangat halus

Pasir halus

Pasir sedang

Pasir kasar

Pasir sangat kasar

Kerikil sangat halus

Kerikil halus

Kerikil sedang

Kerikil kasar

Kerikil sangat kasar

< 0,004

0,004 – 0,062

0,062 – 0,125

0,125 – 0,25

0,25 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 2,0

2,0 – 4,0

4,0 – 8,0

8,0 – 16,0

16,0 – 32,0

32,0 – 64,0

Material α (%)

Unconsolidated deposits

Gravel

Sand

Silt

Clay

25 – 40

25 – 50

35 – 50

40 - 70

Batuan

Fractured basalt

Karst Limestone

Sandstone

Limestine, dolomite

Shale

Fractured crystalline rock

Dense crystalline rock

5 – 50

5 – 50

5 – 30

0 – 20

0 – 10

0 – 10

0 - 5

Material Ukuran partikel (mm)

Lempung

Debu

Pasir sangat halus

Pasir halus

Pasir sedang

Pasir kasar

Pasir sangat kasar

Kerikil sangat halus

Kerikil halus

Kerikil sedang

Kerikil kasar

Kerikil sangat kasar

< 0,004

0,004 – 0,062

0,062 – 0,125

0,125 – 0,25

0,25 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 2,0

2,0 – 4,0

4,0 – 8,0

8,0 – 16,0

16,0 – 32,0

32,0 – 64,0

TEKSTUR

• Perbandingan kandungan/komposisi pasir, debu, dan lempung