HIDROGRAFI
A. INFILTRASI
·
Diagram siklus hidrologi,dari diagram
tersebut dapat dijelaskan bahwa siklus hidrologi dimulai dengan adanya
evaporasi atau penguapan dari permukaan air dipermukaan bumi yang didominasi
oleh permukaan air laut. Selanjutnya penguapan ini terjadi mengalami sebuah
proses yang dinamakan dengan kondensasi.
Kondensasi merupakan sebuah proses berubahnya uap air menjadi titik-titik air,
kondensasi ini terjadi di atmosfer biasanya ditandai dengan adanya awan tebal
yang berwarna kelabu. Akhirnya uap air dari hasil evaporasi tersebut jatuh ke
permukaan bumi berupa titik-titik air atau yang bisa disebut presipitasi
(hujan). Air yang jatuh ke bumi kemudian meresap kedalam tanah yang disebut
dengan infiltrasi dengan masuk kedalam zona tak jenuh atau bagian tanah yang
belum terisi oleh air akibat infiltrasi secara maksimal. Air tersebut bergerak
masuk didalam tanah atau sedang mengalami perkolasi (pergerakam air dalam
tanah). Selanjutnya,air tersebut akan masuk menjadi zona jenuh sampai ke kulit
bumi. walaupun air tersebut mengalami perkolasi namun ada juga yang mengalami
kapilarisme yang merupakan kebalikan dari perkolasi. Kapilarisme ini terjadi
karena dipengaruhi oleh gaya tegangan permukaan. Selain memasuki zona jenuh air
ketika air berada pada zona tak jenuh juga ada yang mengalir ke jaringan
permukaan. Jadi belum tentu semuanya masuk ke dalam tanah. Jaringan saluran
permukaan itu bisa melalui sungai atau yang lainnya yang pada akhirnya akan
berakhir ke lautan. Transpirasi
merupakan pelepasan uap air dari tanaman dan
tanah ke udara. Transpirasi ini terjadi ketika matahari memanaskan permukaan
bumi. Uap air adalah gas yang mengandung partikel air yang tidak dapat dilihat.
Transpirasi juga dapat diartikan
sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap air dari jaringan tumbuhan
melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan tanaman melalui
bagian tanaman lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangan tersebut sangat
kecil dibandingkan dengan yang hilang melalui stomata. Oleh sebab itu, dalam
perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari jaringan tanaman umumnya
difokuskan pada air yang hilang melalui stomata (Lakitan,2004). Hanya 1-2% dari
seluruh air yang ada dalam tubuh tumbuhan digunakan dalam fotosintesis atau
dalam kegiatan metabolic sel-sel daunnya. Sisanya menguap dari daun dalam
proses transpirasi. Bila stomata terbuka, uap air ke luar dari daun. Jika daun
itu harus terus berfungsi dengan baik maka air segar harus disediakan kepada
daun untuk menggantikan yang hilang pada waktu transpirasi. Transpirasi
merupakan proses penguapan molekul air melalui stomata. Proses transpirasi akan
menyebabkan potensial air lebih rendah dibandingkan batang ataupun akar.
Akibatnya, daun seolah-olah menghisap air dari akar. Transpirasi juga bisa
melalui kutikula dan lentisel (Akhyar,2001). Untuk menguapkan air, tumbuhan
butuh energy baru atau berubah energy menjadi panas. Dengan demikian,
transpirasi menimbulkan pengaruh pendinginan pada daun. Kebutuhan panas untuk
menguapkan air berasal dari sinar matahari yang disalurkan melalui cahaya
langsung, radiasi dan konveksi. Air merupakan bagian terbesar dari jaringan
tumbuhan, semua proses tumbuh dan berkembang terjadi karena adanya air. Air
mengalami siklus di permukaan bumi, dapat dilihat pada proses transpirasi dan
evaporasi (Peter,1992). Evaporasi adalah difusi molekul cairan ke udara, molekul
dibebaskan melalui evaporasi dalam bentuk gas. Bentuk gas dari air disebut uap
air. Air sebagian besar secara konstan dievaporasikan dari sel tumbuhan yang
basah ke udara pada rongga interseluler atau atmosfer terbuka. Transpirasi sama
halnya dengan evaporasi (Lakitan,2004). Beberapa presipitasi
dan salju cair bergerak ke lapisan bawah tanah, mengalir secara infiltrasi atau
perkolasi melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan sehingga mencapai
muka air tanah (water table) yang kemudian menjadi air bawah tanah. Presipitasi
merupakan peristiwa jatuhnya cairan (dapat berbentuk cair atau beku) dari
atmosphere ke permukaan bumi.
·
Infiltrasi adalah proses meresapnya air
atau proses meresapnya air dari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Dari
siklus hidrologi, jelas bahwa air hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian
akan meresap ke dalam tanah, sabagian akan mengisi cekungan permukaan dan
sisanya merupakan overland flow.
Infiltrasi adalah proses meresapnya air/proses pelaluan air, ke dalam tanah
melalui permukaan tanah. Kebalikan: mata air, perembesan (seepage)
Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah:
1. Karakteristik –karakteristik
hujan
2. Kondisi-kondisi permukaan tanah
Tetesan hujan, hewan maupun mesin
mungkin memadatkan permukaan tanah dan mengurangi infiltrasi. Pencucian
partikel yang halus dapat menyumbat pori-pori pada permukaan tanah dan
mengurangi laju inflasi. Laju infiltrasi awal dapat
ditingkatkan dengan jeluk detensi permukaan. Kepastian infiltrasi ditingkatkan
dengan celah matahari. Kemiringan tanah secara tidak langsung mempengaruhi laju
infiltrasi selama tahapan awal hujan berikutnya. Penggolongan tanah (dengan
terasering, pembajakan kontur dll) dapat meningkatkan kapasitas infiltrasi
karena kenaikan atau penurunan cadangan permukaan.
3. Kondisi-kondisi penutup
permukaan
Dengan melindungi tanah dari dampak
tetesan hujan dan dengan melindungi pori-pori tanah dari penyumbatan, seresah
mendorong laju infiltrasi yang tinggi. Salju mempengaruhi infiltrasi dengan
cara yang sama seperti yang dilakukan seresah. Urbanisasi (bangunan, jalan,
sistem drainase bawah permukaan) mengurangi infiltrasi.
4. Transmibilitas tanah
Banyaknya pori yang besar, yang
menentukan sebagian dari setruktur tanah, merupakan salah satu faktor penting
yang mengatur laju transmisi air yang turun melalui tanah. Infiltrasi beragam
secara terbalik dengan lengas tanah.
5. Karakteristik-karakteristik air yang
berinfiltrasi Suhu air mempunyai banyak pengaruh, tetapi penyebabnya dan
sifatnya belum pasti. Kualitas air merupakan faktor lain yang mempengaruhi
infiltrasi.
Infiltrasi juga
merupakan peristiwa masuknya air ke
dalam tanah. Jadi bila infiltrasi besar, dapat mengurangi kemungkinan terjadinya aliran permukaan (run
off). Karena itu infiltrasi
berfungsi untuk meningkatkan kelengasan tanah. Jenuh tidaknya tanah dapat juga
dilihat dari seberapa air yang masuk kedalam tanah atau tingkat infiltrasinya.
Ketika tanah sudah tidak dapat menyimpan air maka tanah tersebut berarti sudah
jenuh air biasanya air yang tersisa akan membentuk air tanah contohnya bisa
kita lihat pada air sumur. Sedangkan kelengasan tanah belum pada tingkat jenuh
air, namun tanah tersebut sudah mengandung air.
Aliran permukaan
(run off) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah
menuju ke sungai, danau dan lautan. Air hujan yang jatuh ke permukaan
tanah ada yang langsung masuk ke dalam tanah atau disebut air infiltrasi.
Sebagian lagi tidak sempat masuk ke dalam tanah dan oleh karenanya mengalir di
atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah. Ada juga bagian dari
air hujan yang telah masuk ke dalam tanah, terutama pada tanah yang hampir atau
telah jenuh, air tersebut ke luar ke permukaan tanah lagi dan lalu mengalir ke
bagian yang lebih rendah. Aliran air permukaan yang disebut terakhir
sering juga disebut air larian atau limpasan. Bagian penting dari air larian
dalam kaitannya dengan rancang bangun pengendali air larian adalah
besarnya debit puncak, Q (peak flow atau debit air yang tertinggi) dan waktu
tercapainya debit puncak, volume dan penyebaran air larian. Curah hujan
yang jatuh terlebih dahulu memenuhi air untuk evaporasi, intersepsi,
infiltrasi, dan mengisi cekungan tanah baru kemudian air larian berlangsung
ketika curah hujan melampaui laju infiltrasi ke dalam tanah. Semakin lama dan
semakin tinggi intensitas hujan akan menghasilkan air larian semakin
besar. Namun intensitas hujan yang terlalu tinggi dapat menghancurkan
agregat tanah sehingga akan menutupi pori-pori tanah akibatnya menurunkan
kapasitas infiltrasi. Volume air larian akan lebih besar pada hujan yang
intensif dan tersebar merata di seluruh wilayah DAS dari pada hujan tidak
merata, apalagi kurang intensif. Disamping itu, faktor lain yang
mempengaruhi volume air larian adalah bentuk dan ukuran DAS, topografi, geologi
dan tataguna lahan. Vegetasi dapat menghalangi jalannya air larian dan
memperbesar jumlah air infiltrasi dan masuk ke dalam tanah.
·
Perkolasi merupakan peristiwa bergeraknya air ke bawah, (di dalam tanah), setelah meninggalkan
daerah perakaran. Jadi yang namanya perkolasi itu peristiwa pergerakan air setelah
meninggalkan daerah perakaran yaitu daerah lapisan tanah yang masih terdapat
akar-akar tanaman. Perkolasi adalah aliran air di dalam
tanah dari lapisan tanah yanag lebih tinggi ke lapisan tanah yang lebih rendah
Perkolasi = pergerakan air di dalam tanah melalui soil moisture zone
(lingkungan sejumlah kecil air diantara sela-sela tanah yang menyebabkan
kebasahan tanah) pada unsaturated zone, sampai mencapai muka air tanah pada
saturated zone.
Kapasitas perkolasi :
kecepatan perkolasi maksimum. Jumlah perkolasi (mm)= jumlah infiltrasi yang
terjadi (mm) – jumlah air yang diperlukan untuk pengisian kelembaban tanah
(soil moisture) (mm).
Kecepatan perkolasi :
kecepatan perkolasi yang sesungguhnya terjadi. Nilai ini dipengaruhi oleh
kecepatan infiltrasi dan kapasitas perkolasi
·
Laju infiltrasi merupakan
banyaknya air per satuan waktu yang masuk ke dalam tanah melalui permukaan
tanah .laju infiltrasi ini merupakan laju air yang secara nyata atau
riil terjadi . laju tanah yang basah tidak akan melebihi laju perkolasi. Laju
infiltrasi ditentukan oleh kapasitas infiltrasi dan laju penyediaan air.
·
Kapasitas infiltrasi yaitu laju air yang
dapat memasuki tanah pada suatu saat atau infiltrasi maksimal. Infiltrasi
maksimal ini yaitu kapasitas air yang dapat tertampung di dalam tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
kapasitas infiltrasi :
1.
Karakteristik hujan: lama hujan, intensitas
hujanà terjadi pengurangan kapasitas
infiltrasi secara konstan, karena:
- pemadatan permukaan tanah
- pembengkakan tanah liat dan humus
- penyumbatan pori-pori oleh
partikel kecil
- terjeratnya gelembung-gelembung
udara
2. Kondisi
permukaan tanah; ada/tidak ada tanaman
3. Karakteristik
tanah; tekstur dan struktur
Karakter infiltrasi terdiri atas :
luas tutup dan penggunaan lahan, jenis tanah, kapasitas tampungan permanen dan
sementara. Karakter sungai terdiri atas : bentuk tampang, kekasaran dinding,
dan kapasitas tampang. Dalam perencanaan saluran drainase dan pengendalian
banjir, volume aliran biasanya dianggap merupakan persentase dari curah hujan.
Salah satu pendekatan yang sering digunakan dalam perencanaaan teknis untuk
daerah tangkapan hujan yang tidak begitu luas adalah dengan persamaan rasional,
yang menyatakan bahwa debit limpasan merupakan fungsi dari intensitas hujan,
luas daerah tangkapan dan koefisien limpasan. Koefisien limpasan menggambarkan
tingkat perbandingan antara hujan yang mengakibatkan aliran permukaan dengan
hujan yang jatuh ke tanah. Besaran ini tergantung dari kemampuan daerah
tangkapan untuk mengalihkan hujan menjadi aliran, sehingga nilainya sangat
bergantung pada karakteristik daerah aliran, terutama jenis tanah, penggunaan
lahan, dan luas tutup. Koefisien limpasan dapat mencapai 0,95 untuk permukaan
perkerasan dan 0,10 untuk daerah hutan yang belum terganggu. Pada daerah
pemukiman nilai koefisien limpasan berkisar antara 0,30 - 0,75. Adanya saluran
kedap air juga mempersingkat lama waktu terjadinya kontak antara air dengan
muka tanah. Kombinasi antara kedua hal tersebut mengakibatkan semakin
sedikitnya bagian hujan yang bisa masuk kedalam tanah (infiltrasi), dan
selanjutnya akan memperbesar aliran permukaan. Lapisan kedap air, bukan menjadi
satu-satunya penyebab kecilnya infiltrasi. Pada suatu daerah dengan tanah
terbuka yang relatif luas, tetap bisa terjadi banjir. Hal ini terjadi bila
tanah telah cukup kenyang air oleh hujan-hujan sebelumnya sehingga kecepatan
infiltrasi menjadi kecil. Pada intensitas hujan tinggi, kecepatan infiltrasi
tidak mampu mengimbangi sehingga memperbesar aliran permukaan. Akan tetapi,
sekecil-kecilnya infiltrasi pada tanah terbuka, akan tetap lebih besar
dibandingkan infiltrasi pada lapisan kedap air. Dengan demikian penambahan luas
lapisan kedap air lebih efektif dalam memperbesar aliran dibandingkan dengan
pengecilan infiltrasi pada tanah yang semakin basah oleh hujan yang berlangsung
terus menerus. Kecepatan. infiltrasi maksimal yang bisa terjadi kapasitas pada
awal hujan besar akan mengecil bila profil tanah sudah jenuh (1-2 jam hujan). Kecepatan
infiltrasi yang terjadi sesungguhnya) Dipengaruhi oleh intensitas hujan dan
kapasitas infiltrasi
·
Infiltrasi dan perkolasi berhubungan sangat
erat karena infiltrasi menyediakan air untuk perkolasi.
·
Bila
Intensitas hujan (laju penyediaan air) lebih kecil dari kapasitas infiltrasi,
maka laju infiltrasi = intensitas hujan. Artinya apabila hujan
yang turun lebih sedikit atau lebih kecil daripada kapasitasnya maka laju
infiltrasinya akan sama. Misalnya jika intensintas hujan yang jatuh pada suatu
pagi adalah 4 mm sedangkan kapasitas infiltrasinya 5 mm maka laju infiltrasinya
adalah 4 mm.
·
Bila
intensitas hujan > kapasitas infiltrasi, maka terjadilah genangan air di
permukaan tanah. Artinya apabila intensitas hujannya
melebihi kapasitas infiltrasi maka air yang ada tidak akan terserap semuanya
kedalam tanah melainkan sebagian ada yang menjadi run off. Run off ini kemudian
akan membentuk aliran sendiri atau dapat pula mengalir melalui sungai, parit
dll yang akhirnya berakhir di laut.
·
Bila
ada perbedaan tinggi tempat (ada kemiringan tanah) maka genangan air di
permukaan tanah ini akan menjadi aliran permukaan, yang mengakibatkan erosi.
Hal ini dapat terjadi jika tidak ada pohon yang dapat mengurangi tingkat erosi.
Akar pohon atau tanaman dapat menahan laju aliran air karena akar tanaman dapat
pula berfungsi sebagai penyimpan air di dalam tanah.
·
infiltrasi kedalam tanah yang mulanya tidak jenuh air karena
adanya gaya gravitasi. Namun tidak hanya gaya gravitasi, ada beberapa faktor
yang dapat mempengaruhi infiltrasi yaitu :
a. struktur
tanah, berkaitan dengan ukuran pori dan kematangan pori. Jika pori-porinya
besar maka air akan lebih cepat masuk,
Masuknya
air hujan ke dalam tanah dipengaruhi ukuran dan susunan pori-pori besar Ø
> 0,06 mm, (dinamai porositas
aerasi).
Porositas
semula tetap tidak terganggu selama waktu hujan kematangan pori. Porositas adalah salah satu sifat
batuan yang menyatakan ketersediaan ruang bagi hidrokarbon dalam suatu batuan.
Dalam bahasa matematis, porositas dinyatakan dalam persen perbadingan antara
volume pori dibanding dengan volume batuan. Porositas ini sangat penting di
dunia perminyakan karena secara tidak langsung menyatakan cadangan hidrokarbon
yang terkandung dalam sebuah reservoir.
Porositas terbagi menjadi dua kategori. Ada yang disebut dengan “Original
Porosity” dan “Induced Porosity”. Original porosity (atau primary porosity)
diartikan sebagai porositas yang terbentuk saat pembentukan batuan tersebut
berlangsung. Sedangkan Induced porosity (atau secondary porosity) diartikan
sebagai porositas yang terbentuk setelah batuan tersebut terbentuk. Contoh
induced porosity adalah rekahan (fracture) yang bisa terbentuk karena proses
tektonik. Kemudian ada juga vugs (gerowong) yang terbentuk pada batuan karbonat
karena larut oleh air/asam.
b. tekstur
tanah, berkaitan dengan butiran penyusun tanah yang terdiri dari debu, pasir
dan lempung. Sifat lapisan tanah menentukan cepat tidaknya air dapat masuk
(laju infiltrasi) kedalam tanah.
Suatu tanah yang mempunyai horizon
A sarang, kapasitas infiltrasinya tinggi jika horizon B juga sarang sehingga
kapasitas infilrasinya akan tinggi jika kedua horizon adalah sama-sama sarang.
Pada
tanah yang telah digarap (diolah) gerakan air ke bawah sering terhambat oleh
lapisan tapak bajak, atau karena pori tersumbat oleh butiran primer tanah
akibat pengolahan tanah. Oleh Karena itu tanah yang setelah
dibajak banyak air yang menggenang dan tidak langsung bisa meresap kedalam
tanah. Biasanya ciri fisiknya adalah bahwa tanah tersebut becek bahkan seperti
lumpur.
c. kandungan
air, bahwa kapasitas infiltrasi terbesar terjadi pada tanah yang kandungan
airnya rendah. Makin tinggi kadar air dalam tanah maka kapasitas infiltrasi
semakin menurun hingga mencapai minimum.
·
Cara memperbesar infiltrasi :
a. pengolahan tanah
b. pembuatan galengan
c. mengurangi evaporasi
d. menutup tanah dengan tanaman
e. menambahkan bahan organik ke dalam tanah
B. AIR
TANAH
·
Total persediaan air di bumi = 326 juta kubik mil (1 kubik mil air =
lebih dari 1 triliun gallon
·
Hampir 70% air tawar di bumi tersimpan di lempengan es Antartica dan
Greenland. Sisa dari persediaan air tawar tersebut terdapat di atmosfir,
sungai, danau
·
Air bawah tanah hanya 1% dari persediaan air di bumi.
·
Air yang digunakan di seluruh dunia
setiap harinya sekitar 400 milyar galon.
·
Siklus Hidrologi merupakan adalah sirkulasi air dari atmosfer ke bumi
dan kembali ke atmosfir melalui berbagai proses hidrologi. Jadi siklus
hidrologi merupakan perputaran air yang dimulai dari atmosfer sampai kembali
lagi.
·
Jumlah
air di Bumi adalah tetap. Perubahan yang dialami air di bumi hanya terjadi pada
sifat, bentuk, dan persebarannya. Air akan selalu mengalami perputaran dan
perubahan bentuk selama siklus hidrologi berlangsung. Air mengalami gerakan dan
perubahan wujud secara berkelanjutan. Perubahan ini meliputi wujud cair, gas,
dan padat. Air di alam dapat berupa air tanah, air permukaan, dan awan.
Air-air tersebut mengalami perubahan
wujud melalui siklus hidrologi. Adanya terik matahari pada siang hari
menyebabkan air di permukaan Bumi mengalami evaporasi (penguapan) maupun
transpirasi menjadi uap air. Uap air akan naik hingga mengalami pengembunan
(kondensasi) membentuk awan. Akibat pendinginan terus-menerus, butir-butir air
di awan bertambah besar hingga akhirnya jatuh menjadi hujan (presipitasi). Selanjutnya,
air hujan ini akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi dan perkolasi) atau
mengalir menjadi air permukaan (run off). Baik aliran air bawah tanah maupun
air permukaan keduanya menuju ke tubuh air di permukaan Bumi (laut, danau, dan
waduk). Inilah gambaran mengenai siklus hidrologi. Jadi siklus hidrologi adalah lingkaran peredaran air di bumi yang
mempunyai jumlah tetap dan senantiasa bergerak. Siklus Hidrologi adalah
istilah yang digunakan untuk menjelaskan sirkulasi atau peredaran air secara
umum. Siklus hidrologi terjadi karena proses-proses yang mengikuti gejala-gejala
meteorologi dan klimatologi sebagai berikut:
Ø Evaporasi, yaitu proses penguapan
dari benda-benda mati yang merupakan proses perubahan dari wujud air menjadi
gas.
Ø Transpirasi, yaitu proses penguapan
yang dilakukan oleh tumbuh-tumbuhan melalui permukaan daun.
Ø Evapotranspirasi, yaitu proses
penggabungan antara evaporasi dan transpirasi.
Ø Kondensasi, yaitu perubahan dari uap
air rnenjadi titik-titik air (pengembunan) akibat terjadinya penurunan salju.
Ø Infiltrasi, yaitu proses pembesaran
atau pergerakan air ke dalam tanah melalui pori-pori tanah.
·
Air hujan yang terinfiltrasi selanjutnya
akan mengisi bagian ruang dalam butir tanah (akifer). Selama pengisian air
dalam akifer belum mencapai kapasitas lapang (jenuh) maka disitu hanya
terbentuk kelengasan tanah (soil moisture). Jika pengisian akifer
mencapai kapasitas lapang (jenuh) maka terbentuklah air tanah bebas (pada unconfined
aquifer). Jika pengisian air terjadi pada akifer tertekan (confined
aquifer), maka terbentuklah air tanah artetis.
·
Terjadinya air tanah adalah Melalui siklus hidrologi
Proses
Geologi Oleh Airtanah yaitu Proses erosi atau pengikisan batuan penyusun
kerak bumi selain dilakukan oleh air permukaan juga dapat dilakukan oleh
airtanah . Proses erosi yang terutama dilakukan oleh Airtanah adalah pelarutan
batuan. Karena proses pelarutan inilah mengakibatkan komposisi kimia
Airtanah sangat tergantung pada unsur-unsur yang terlarut didalamnya.
Batuan yang mudah larut seperti seperti
batugamping mempunyai penyebaran yang luas pada permukaan bumi. Pada daerah
inilah Airtanah memegang peranan penting sebagai media erosi. Batugamping
merupakanbatuan yang mudah larut dalam air yang mengandung asam karbonat.
Kebanyakan air di alam mengandung asam tersebut, karena air hujan melarutkan
karbon dioksida yang terdapat di atmosfer dan dari pembusukan tumbuhan. Bila
Airtanah bersentuhan dengan batugamping, akan terjadi reaksi antara kalsit
dengan asam karbonat yang membentuk kalsium bikarbonat, yang mudah larut dan
ditransport oleh airtanah .
Airtanah
berasal dari peresapan air permukaan disebut air meteorik (meteroic water).
Selain berasal dari air permukaan, Airtanah dapat juga berasal dari air
yang terjebak pada waktu pembentukan batuan sedimen. Airtanah jenis ini
disebut air konat (connate water). Aktivitas magma di dalam bumi dapat
membentuk airtanah, karena adanya unsur hidrogen dan oksigen yang menyusun
magma. Airtanah yang berasal dari aktivitas magma ini disebut dengan air
juvenil (juvenile water). Dari ketiga sumber Airtanah tersebut air
meteorik merupakan sumber Airtanah yang terbesar.
·
Muka Air
tanah
merupakan kenampakan yang sangat penting bagi airtanah terutama untuk
memperkirakan produktivitas dari suatu sumur, menerangkan tentang aliran sungai
dan mata air, dan menentukan fluktuasi dari air di danau dan sungai.
Meskipun muka Airtanah tidak dapat
diketahui secara langsung tetapi kedudukannya dapat dipelajari dan dipetakan
pada daerah yang mempunyai banyak sumur, karena muka Airtanah di sumur
merupakan batas paling atas dari zona yang jenuh air. Muka Airtanah
biasanya merupakan pencerminan dari keadaan topografinya. Di daerah rawa muka
Airtanah akan tinggi, dan akan turun ke bawah pada daerah yang rendah . Di daerah rawa muka Airtanah tepat
berada di permukaan. Sedangkan muka Airtanah yang berada di atas
permukaan akan membentuk danau atau sungai. Kedudukan muka Airtanah
sangat bervariasi tergantung pada jumlah curah hujan dan permeabilitas dari
tanah dan batuan penyusunnya.
Hubungan antara muka Airtanah
dengan sungai yang mengalir pada daerah yang basah (humid). Sungai yang airnya disuplai oleh airtanah
, sehingga sungai tersebut tetap berair pada musim kemarau, disebut sungai
effuent. Sebaliknya di daerah kering (arid) dimana muka Airtanah
sangat dalam, Airtanah tidak dapat mensuplai aliran air sungai. Hanya
sungai permanen di daerah ini yang berasal dari daerah bawah yang kemudian
mengalir ke daerah kering. Pada kondisi yang demikian, zona saturasi yang
berada di bawah lembah sungai akan disuplai oleh air sungai, sehingga muka
Airtanah di bawah lembah ini akan cembung ke atas. Sungai demikian disebut dengan sungai
influen.
·
Peran
airtanah di bumi sangat penting. Airtanah dapat dijumpai di hampir semua tempat
di bumi. Ia dapat ditemukan di bawah gurun pasir yang paling kering sekali pun,
demikian juga di bawah tanah yang membeku karena tertutup oleh lapisan salju
atau es. Sumbangan terbesar airtanah berasal dari daerah arid dan semi-arid
serta daerah lain yang mempunyai formasi geologi paling sesuai untuk
penampungan airtanah. Untuk lebih memahami proses terbentuknya airtanah,
pertama kali harus diketahui tentang gaya-gaya yang mengakibatkan terjadinya gerakan
air di dalam tanah. Bahwa semakin dalam, jumlah dan ukuran pori-pori tanah
menjadi semakin kecil. Lebih lanjut, ketika air tersebut mencapai tempat yang
lebih dalam, air tersebut sudah tidak berperan dalam evaporasi dan transpirasi.
Keadaan tersebut menyebabkan terbentuknya wilayah jenuh di bawah permukaan
tanah yang kemudian dikenal sebagai airtanah. Jumlah airtanah yang besar yang
disimpan di bawah permukaan bumi dapat digambarkan oleh penaksiran Shimer
(1968) dalam Seyhan,1990 : 254, yang menggambarkan bahwa jika semua airtanah di
Amerika Utara dibawa ke permukaan ia akan menutupi lahan sampai kedalaman 2,5 m
lebih, yang setara dengan beberapa kali presipitasi tahunan. Air ini tentunya
harus berasal dari suatu tempat. Secara praktis semua air bawah permukaan
berasal dari presipitasi. Akan tetapi, jumlah airtanah yang nisbi kecil,
berasal dari sumber-sumber lain. Asal-muasal airtanah juga dipergunakan sebagai
konsep dalam menggolongkan airtanah ke dalam 4 tipe yang jelas (Told,1959 dan
Dam,1966 dalam Seyhan,1990 : 256), yakni :
1) Air meteorik : air ini
berasal dari atmosfir dan mencapai mintakat kejenuhan baik secara langsung maupun tidak langsung
dengan :
a. Secara
langsung oleh infiltrasi pada permukaan tanah.
b. Secara
tidak langsung oleh perembesan influent (dimana kemiringan muka airtanah
menyusup di bawah arus air permukaan) dari danau, saluran buatan, dan lautan.
c. Secara
langsung dengan cara kondensasi uap air (dapat diabaikan).
2) Air
juvenil : air ini merupakan air baru yang ditambahkan pada mintakat kejenuhan
dari kerak bumi yang dalam. Selanjutnya air ini dibagi lagi menurut sumber
spesifiknya ke dalam :
a.
Air magmatik
b.
Air gunung api dan air kosmik (yang dibawa oleh meteor)
3) Air
diremajakan (rejuvenated) : air yang sementara waktu telah dikeluarkan dari
daur hidrologi oleh pelapukan, maupun oleh sebab-sebab lain, kembali ke daur
lagi dengan proses-proses metamorfisme, pemadatan atau proses-proses yang
serupa.
4) Air
konat : air yang dijebak pada beberapa batuan sedimen atau gunung pada saat
asal mulanya. Air tersebut biasanya sangat termineralisasi dan mempunyai
salinitas yang lebih tinggi daripada air laut. Airtanah ditemukan pada formasi
geologi permeable (tembus air) yang dikenal sebagai akifer (juga disebut
reservoir airtanah, formasi pengikat air, dasar-dasar yang tembus air) yang
merupakan formasi pengikat air yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar
untuk bergerak melaluinya pada kondisi lapangan yang biasa. Airtanah juga
ditemukan pada akiklud (atau dasar semi permeabel) yang mengandung air tetapi
tidak mampu memindahkan jumlah air yang nyata (seperti liat). Akifer ditemukan
pada sejumlah lokasi. Deposit glasial pasir dan kerikil, kipas alluvial dataran
banjir dan deposit delta pasir semuanya merupakan sumber-sumber air yang sangat
baik. Airtanah terdapat dalam beberapa tipe geologi, dan salah satu yang
terpenting adalah akifer (aquifer), yaitu formasi batuan yang dapat menyimpan
dan meloloskan air dalam jumlah yang cukup. Pasir tak termampatkan
(unconsiladated), kerikil (gravel), batupasir, batugamping, dan dolomit
berongga-rongga (porous), aliran basalt, batuan malihan dan plutonik dengan
banyak retakan adalah contoh-contoh akifer. Sifat akifer untuk dapat menyimpan
airtanah disebut dengan kesarangan atau porositas (porosity), sedang akifer
untuk melalukan atau meluluskan airtanah disebut dengan permeabilitas
(permeability). Kedua sifat akifer inilah yang akan berpengaruh terhadap
ketersediaan airtanah pada suatu mintakat geologi, karena airtanah berada di
antara rongga-rongga dalam lapisan batuan tersebut.
·
Akifer adalah Formasi geologi yang dapat mengandung serta melepaskan air
dalam jumlah yang cukup. Akuifer
adalah suatu unit geologi yang jenuh dan mampu memasok air kepada sumur atau
mata air sehingga dapat digunakan sebagai sumber air. Ukuran pori dan jumlah
pori yang terdapat dalam suatu formasi mungkin kecil atau besar, tergantung
pada tipe material batuan.
Berdasarkan
kadar kedap air dari batuan yang melingkupi akuifer, dikenal adanya empat jenis
akuifer, yaitu :
1. Akuifer
tertekan
Akuifer
tertekan adalah akuifer yang sebelah atas dan bawahnyandibatasi oleh laipsan
yang nilai kelulusannya sangat kecil, sehingga tekanan pada batas atas air
tanah lebih besar daripada tekanan atmosfer. Muka air dalam sumur bor yang
mencapai akuifer ini menunjukkan tekanan dalam akuifer. Suatu bidang hayal yang
menggambarkan tekanan pada tiap titik dalam akuifer disebut permukaan
pisometrik. Pada daerah dimana ketinggian sumurnya lebih rendah daripada
permukaan pisometrik ini dapat menghasilkan sumur artesis.
2. Akuifer
setengah tertekan
Akuifer
setengah tertekan adalah akuifer yang lapisan diatas atau di bawahnya masih
mampu meluluskan air, tetapi sangat kecil. Bocoran (leakage) dapat terjadi
antara akuifer dengan pengekangnya. Hanya saja dengan kecilnya angka kelulusan
pengekang ini, maka aliran horizontal pengekang dapat diabaikan.
3.
Akuifer setengah tidak tertekan
Akuifer
jenis ini merupakan peralihan antara akuifer setengah tertekan dengan akuifer
tidak tertekan. Angka kelulusan lapisan pengekang yang lebih besarm sehingga
aliran horizontal dalam lapisan pengekang tidak dapat diabaikan.
4.
Akuifer tidak tertekan.
Pada
akuifer jenis ini lapisan atasnya mempunyai kelulusan yang tinggi, sehingga
tekanan udara di permukaan air sam denga atmosfer. Air tanah dari akuifer ini
disebut air tanah bebas dan akuifernya sendiri sering disebut water-table
aquifer.
·
Akifer terkekang adalah Terbentuk jika
airtanah dalam dibatasi oleh lapisan kedap air (impermeabel). Tinggi permukaan
air dibatasi oleh permukaan pizometrik.
·
Akitar adalah Formasi
geologi yang dapat menampung air, tetapi tidak dapat melepaskan air dalam
jumlah yang cukup.
·
Akifuk adalah Formasi
geologi yang tidak dapat menampung atau melepaskan air dalam jumlah yang cukup.
·
Arah Aliran
Air tanah adalah Dari tempat yg memiliki potensi
kelembapan tinggi ke tempat dengan kelembapan lebih rendah dan Mengikuti
kemiringan formasi geologi.
·
Menentukan Arah Aliran Air tanah yaitu dengan
a.
Ukur kedalaman
permukaan air tanah (water table) dari suatu datum
b.
Plot data
kedalaman muka air tanah pada suatu peta
c.
Membuat peta
kontur muka air tanah
d.
Buat arah
aliran air tanah dengan cara membuat garis tegak lurus pada masing-masing
kontur muka airtanah
·
Mencari kecepata aliran tanah
a. Gradien
Hidrolik
Tenaga pendorong gerakan airtanah
yg dipengaruhi oleh perbedaan tinggi energi hidrolik diantara dua tempat
terhadap jaraknya
Rumus = dH/L
dH =
perbedaan tinggi energi hidrolik
L =
Jarak diantara dua tempat
b. Konduktivitas
Hidrolik
Konduktivitas
hidrolik/permeabilitas (K), meru-pakan perbandingan antara jarak terhadap waktu
tempuh
Rumus K
= L/T
L =
Jarak antara dua titik pengamatan
T =
Waktu tempuh diantara dua titik pengamatan
·
Mata Air :
Berasal dari aliran airtanah yang
muncul di atas permukaan tanah dan bergabung dng aliran permukaan (mata air).
Mata air adalah suatu
titik di mana
air tanah
mengalir keluar dari permukaan
tanah, yang berarti dengan sendirinya adalah suatu tempat di
mana permukaan
muka air tanah (akuifer)
bertemu dengan permukaan tanah.Bergantung dengan asupan sumber air seperti
hujan atau
lelehan salju yang menembus
bumi, sebuah mata air bersifat
ephemeral
(intermiten atau kadang-kadang) atau
perennial
(terus-menerus).
·
Mata air terdiri atas:
Ø Spring
: keluar ke permukaan melalui celah/flecture (aliran)
Ø See pages : keluar melalui pori tanah (rembesan).
·
Cara Pengambilan Air tanah yaitu dengan
membuat :
c. Saluran air bawah tanah (tunnel)
·
Dampak Pengambilan air tanah
Ø Penurunan
permukaan airtanah dan penurunan permukaan tanah (amblasan)
Contoh : penurunan
permukaan airtanah di Bandung mencapai
1,3 – 3,3 m/bulan
Ø Degradasi
(kerusakan sumberdaya airtanah/ pencemaran/intrusi air asin) dan depresi airtanah (penurunan
ketersediaan air tanah)
·
Konservasi Tanah
Ø Pembatasan
terhadap pengambilan tanah
diperlukan data skunder
: info hidrogeologi, peta dan laporan geologi, peta RBI, data meteorologi dan
hidrologi, info penyebaran akifer, lokasi mata air, tinggi MAT, debit airtanah,
kualitas airtanah.
Ø Tidak
membuang limbah pada lokasi yg memiliki potensi airtanah tinggi.
Ø Membuat
kolam infiltrasi (embung)
Ø Membuat
sumur resapan / biopori
·
Zone Air Dangkal yaitu zone jenuh yang terakumulasi
dari permukaan tanah sampai dengan zone akar utama dan memiliki arti penitng
bagi tanaman.
·
Zone Jenuh yaitu keadaan dimana dalam
tanah semua pori-pori tanah terisi oleh air akibat infiltrasi sehingga tanah
sudah tidak mampu lagi menyerap air maupun menampung air lagi.
·
Zone Kapiler yaitu Gerakan vertikal (dari bawah ke
atas), yang dipengaruhi oleh gaya tegangan permukaan dan terletak dari muka air
tanah sampai dengan kenaikan kapiler dari air.
DAFTAR PUSTAKA
Mather, J.R, 1984.Water Resources:Distribution, Use, and Management.New
York:John
Wiley & Sons.
fafageo.blogspot.com/2011/05/sistem-akuifer.html
jendelatekniksipil.blogspot.com/2012/02/infiltrasi-dan-perkolasi.html
http://syahruramadhan92.blogspot.com/2011/05/infiltrasi.html
subduction.
Konvergen dapat dijelaskan dengan skema berikut,
B 