Hidrografi

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 :

a.        Sumur gali ( dug well )

b.       Saluran air terbuka (ditches)

c.        Saluran air bawah tanah (tunnel)

d.       Sumur dalam (deep well)

·         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.         

http://dezimeutya.blogspot.com/2011/06/transpirasi-dan-evaporasi.html

http://www.scribd.com/doc/26154985/Zone-Aerasi-Tak-Jenuh-Vados

fafageo.blogspot.com/2011/05/sistem-akuifer.html

      jendelatekniksipil.blogspot.com/2012/02/infiltrasi-dan-perkolasi.html

                        www.anneahira.com/siklus-hidrologi.html

                        http://syahruramadhan92.blogspot.com/2011/05/infiltrasi.html