MATERI IVEKSPLORASI AIR

TANAH

Antri air di jepang pasca tsunami

Latar Belakang

PENGERTIAN

Eksplorasi merupakan suatu/ serangkaian pekerjaan/tindakan yang dilakukan dalam rangka mencari, menemukan, dan menggali sumber daya alam, dalam hal ini adalah air tanah.

Eksplorasi Air Tanah

1. Peninjauan kondisi lapangan : morfologi, geologi dan hidrogeologi

2. Pendugaan Geolistrik3. Pemboran4. Logging5. Evaluasi Data6. Kontruksi Sumur7. Pumping Test

Metode Investigasi dalam eksplorasi air tanah, dapat dibe-dakan menjadi dua:

1. Investigasi Permukaan2. Investigasi Bawah

Permukaan

Investigasi Permukaan

1. Metode Geologi2. Penginderaan Jauh3. Metode Geofisika

1. Metode Geologi

• Analisis dan Interpretasi Peta Topografi, • Analisis Peta Geologi • Evaluasi terhadap Data Hidrologi,

2. Penginderaan Jauh

• Interpretasi Foto Udara• Interpretasi Citra Satelit• Interpretasi Citra Radar

Foto Udara

Peninjauan Kondisi Lapangan

Peninjauan kondisi lapangan meliputi :a.Morfologi : punggungan bukit, lembah, tekuk lereng dsb.b.Geologi : dari peta geologi dan pengamatan lapangan dilihat jenis batuan dan struktur di sekitar lokasi serta kemungkinan adanya recharge areac.Hidrogeologi : dari peta hidrogeologi apakah ada potensi air tanah serta mengamati sumur penduduk serta sumur-sumur bor yang telah ada

Lokasi titik bor harus dibe-rikan koordinatnya serta diplot dalam peta lokasi dan peta rupa bumi

Peta lokasi

Peta rupa bumi

PENINJAUAN LAPANGAN

3. Metode Geofisika

• Metode Electric Resistivity• Metode Seismik Refraksi• Metode Gravity

15

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 tahanan jenis Tahanan jenis > = mengandung airtanah; Tahanan jenis >>= mengandung airtanah dengan TDS

tinggi (asin/payau/tercemar?); Tahanan jenis << = bukan akuifer

Pendugaan dengan metode Geolistrik untuk mendapatkan data perkiraan perlapisan tanah / batuan berdasarkan sifat daya hantar listriknya

17

Metoda Geolistrik Tahanan Jenis (resistivity)

Resistivity :

1.Wenner 2.Schlumberger3.Dipole-dipole

18

Metode Geolistrik Tahanan Jenis

19

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

20

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

21

Pola arus di dalam tanah/ batuan (Susunan Schlumberger)

22

Kurva Sounding (Susunan Werner)

SN - Hidrogeologi => UNP

23

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

24

Penampang hasil survey geolistrik resistivity : soundingg

25

PENAMPANG HASIL KAJIAN GEOLISTRIK

Pada penampang ini tidak ditemukan lapisan akuifer yang produktif

PENAMPANG HASIL KAJIAN GEOLISTRIK

Lapisan batupasir merupakan akuifer yang baik

2. Investigasi Bawah Permukaan

• Test Drilling• Geophisical Logging• Resistivity Logging• Spontaneous Potential Logging• Radiation Logging• Temperature Logging• Miscellaneous Logging

29

Pemboran eksplorasi diperlukan untuk mendapatkan data geologi maupun parameter hidrogeologi yang ada di bawah permukaan tanah

Dengan 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.

PEMBORAN AIR TANAH:

PEMBORAN

Pemboran dengan air atau lumpur : untuk ini harus dipersiapkan mesin pompa dengan kapasitas tekan dan penyedotan lumpur pemboran yang sesuai dengan kedalaman yang dituju. Selain itu diperhatikan jarak dari sumber air yang memerlukan sistim pompa dan rangkaian pipa air untuk penyaluran, maupun penggunaan truk tangki air. Lumpur biasanya dipakai bentonit yang diperdagangkan secara komersial. Kekentalan dari lumpur dapat diatur dengan menentukan berat jenisnya.

31

Pada sumur-sumur tersebut juga (da[at) dilakukan test akuifer ( 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

32

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.

33

Mesin Bor (drilling machine)

SN - Hidrogeologi => UNP34

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 => UNP35

Pemboran Airtanah

Rig/ mast

Katrol

Wire rope/ seling

Mesin penggerak

Lubang bor

Mesin bor

SN - Hidrogeologi => UNP36

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)

37

• 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)

ROTARY DRILLING

38

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

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

SN - Hidrogeologi => UNP39

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,

40SN - Hidrogeologi => UNP

Contoh “cuttings”Rekaman kecepatan

pemboran

Log litologi (dari core dan cuttings)

41

Penampangan litologi : • dari cuttings/ potongan batuan• dari inti bor/ core

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

akuifer Penampangan geofisika:

• SP dan normal resistivity, • natural gamma ray, • netron

Metoda penampangan lobang bor (bore hole logging)

Geophysical Logging

• Penggunaan alat pada suatu lubang bor yang bekerja untuk merekam sifat-sifat fisik semua parameter batuan

• Hasilnya berupa interpretasi karakteristik formasi, kuantitas airtanah, kualitas airtanah dan pergerakannya, atau struktur fisik yang ada di dalam lubang bor

Resistivity Logging

Mengukur tahanan listrik media di sekitar alat, dengan mengalirkan arus listrik dan elektrode potensial.

Spontaneous Potential Logging

Mengukur potensial listrik alami yang dijumpai di dalam lapisan bumi Pengukuran biasanya dalam milli volt yang didapat dari pencatatan potensiometer yang dihubungkan dengan dua buah elektrode

Radiation Logging

• Natural-Gamma Logging: • Gamma-gamma Logging: • Neutron Logging:

47

GAMMA RAY DAN NEUTRON LOGGING

48

Caliper logging Natural gamma log Neutron log

LOG CALIPER, GAMMA RAY DAN NEUTRON

PEMBORAN AIR TANAH

Logging dlm lubang bor Konstruksi SumurPengukuran M.A.T

PENGUJIAN DALAM LUBANG BOR DAN KONSTRUKSI SUMUR

HASIL EKSPLORASI AIR TANAH

1. Lokasi Saringan2. Jenis pipa yang akan digunakan3. Posisi kedalaman pompa4. Debit optimum yang diperbolehkan5. Kapasitas Pompa

25/2

52

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

53

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)

SARINGAN DAN GRAVEL PACK

Penentuan letak saringan pada sumur produksi

54

55

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

56

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

Gravel pack ~ 3 – 6 mm

57

58

Saringan dan susunan gravel pada sumur produksi

59

Tabel Kualitas Saringan

SN - Hidrogeologi => UNP

60

Tabel Kecepatan Aliran Air Melalui Saringan

Sasaran utama pelaksanaan uji pemompaan ini adalah :

1.menentukan kondisi sumur : besaran kapasitas, jenis sumur, dan efisiensi pemompaan sumur.2.menentukan parameter hidrolika akuifer

UJI PEMOMPAAN

Data yang terekam sebagai berikut :

1.Tinggi muka air tanah ( sebelum pemompaan ).2.Debit pemompaan.3.Penurunan muka air tanah.4.Waktu sejak pemompaan dimulai.5.Kenaikan muka air tanah selama pemompaan dihentikan.6.Waktu setelah pemompaan dihentikan. 7.Sifat fisik dan kimia air tanah (pengukuran langsung di lapangan).

Water meter Pengukuran M.A.T

Uji pemompaan dilakukan selama 48 s/d 72 jam tergantung potensi air tanahnya, dengan mengukur penurunan T.K.A, dengan urutan :1.Uji pendahuluan2.Uji debit konstan3.Uji Penurunan Bertingkat/Uji Surut Muka Air Secara Bertahap

PERALATAN UJI PEMOMPAAN

TERIMA KASIH