![Kajian Sifat Hidraulik Di Cekungan Air Tanah Probolinggo Faradlillah Saves 0910640037 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/kajian-sifat-hidraulik-di-cekungan-air-tanah-probolinggo-faradlillah-saves-0910640037.jpg)
4 0 721 KB
KAJIAN SIFAT HIDRAULIK AKUIFER DI CEKUNGAN TANAH PROBOLINGGO Hari Siswoyo1, Muhammad Bisri1, Faradlillah Saves2 1 Dosen Jurusan Teknik Pengairan 2 Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan email : [email protected] ABSTRAK Kabupaten Probolinggo merupakan daerah yang memanfaatkan air permukaan dan airtanah dalam memenuhi kebutuhan masyarakat, misalnya untuk kebutuhan domestik, irigasi maupun untuk kebutuhan industri. Seiring perkembangan jaman ditinjau dari berbagai sektor Kabupaten Probolinggo merupakan wilayah yang mengalami perkembangan yang cukup signifikan. Hal ini mendorong pemenuhan jumlah air yang lebih besar, sedangkan air permukaan tidak lagi dapat mencukupi kebutuhan sehari-hari masyarakat. Sehingga peran airtanah sangat penting dalam memenuhi kebutuhan. Salah satu upaya dalam pengembangan sumber daya airtanah di wilayah Probolingggo adalah dengan mengetahui potensi dan karakteristik airtanah di wilayah tersebut yang merupakan tujuan dari penelitian ini. Untuk mengetahui karakterstik airtanah di Probolinggo dapat dilihat dari hasil pengelompokan akuifer berdasarkan overlay Peta Hidrogeologi dan Peta Cekungan Air Tanah Probolinggo. Sedangkan untuk mengetahui potensi airtanah di Kabupaten Probolinggo dalam kajian ini memerlukan analisis uji akuifer dalam hal ini uji akuifer menggunakan Metode Chow. Berdasarkan metode tersebut diperoleh nilai transmisivitas (T), nilai koefisien kelulusan air (K) dan nilai koefisien tampungan (S’). Kata Kunci: sifat hidraulik, metode chow.pemetaan ABSTRACT Probolinggo an area that utilize surface water and groundwater in meeting community needs, such as for domestic, irrigation and industrial needs. With the changing times in terms of different sectors Probolinggo is a region experiencing significant growth. This push for a greater amount of water, while the water surface can no longer meet the needs of everyday people. So the role of groundwater is very important and fulfilling. One of the efforts in the development of groundwater resources in the region Probolingggo is to determine the potential and characteristics of the groundwater in the region which is the purpose of this study. To know karakterstik groundwater in Probolinggo can be seen from the results of grouping aquifer based overlay map Hydrogeology and Groundwater Basin Map Probolinggo. While to know the potential of groundwater in Probolinggo in this study requires an aquifer test analysis in this aquifer test using the method of Chow. Based on the method derived transmissivity values (T), the value of the coefficient of water passing (K) and the coefficient of bin (S '). Keywords: hydraulic properties, chow methods,mapping
1.
PENDAHULUAN Sumber daya air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia yang perlu dikelola dan dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dalam memenuhi kebutuhan hidup masyarakat. Namun, dalam pengelolaan sumber daya air masih banyak menemui kendala, yaitu meningkatnya kebutuhan air baku yang cukup tinggi, menurunnya kuantitas dan kualitas sumber air yang dapat dijadikan andalan untuk sumber air baku, serta menurunnya ketersediaan air
karena kondisi lingkungan yang semakin buruk. Probolinggo adalah suatu wilayah yang berkembang sangat pesat, terutama di sektor perikanan. Namun, seiring perkembangan jaman, sektor industri dan sektor pertanian juga mengalami perkembangan yang cukup signifikan. Perkembangan ini membawa konsekwensi terhadap kebutuhan air. Sejalan dengan semakin pentingnya peran airtanah dalam memenuhi kebutuhan, maka diperlukan upaya nyata dalam pengembangan sumber daya
airtanah di wilayah Probolinggo. Salah satu upaya dalam pengembangan sumber daya airtanah di wilayah Probolingggo adalah dengan mengetahui potensi dan karakteristik airtanah di wilayah tersebut. Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dikaji tentang sifat hidraulik dan sifat batuan akuifer pada lokasi penelitian Cekungan Air Tanah (CAT) Probolinggo. 2.
TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : A. Mengetahui karakteristik kelompok akuifer di Cekungan Air Tanah Probolinggo berdasarkan Peta Hidrogeologi Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa). B. Mengetahui sifat-sifat hidraulik dan sifat batuan akuifer di Cekungan Air Tanah Probolinggo berdasarkan analisis uji akuifer. 3.
TINJAUAN PUSTAKA Cekungan Air Tanah Menurut Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1451K/10/MEM/2000, Cekungan Air Tanah diartikan sebagai suatu wilayah yang dibatasi oleh batas-batas hidrogeologi dimana semua kejadian hidrogeologi seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan airtanah berlangsung. Dengan demikian, setiap Cekungan Air Tanah memiliki ciri-ciri hidrogeologi tersendiri, yang secara hidraulika dapat berhubungan dengan Cekungan Air Tanah lainnya atau bahkan tidak sama sekali. Transmisivitas (T) Transmisivitas adalah (Diktat Teknik Remediasi Lingkungan Tercemar Program Magister Teknik Lingkungan FTSP – ITS) laju perpindahan air melalui suatu satuan lebar aquifer/aquitard di bawah suatu unit gradient hidraulik satuan, yang dinyatakan dalam (m2/hari), (ft2/hari), (gal/hari/ft).
Dengan jalan menganalisis data pengamatan, persamaan yang digunakan untuk memperoleh nilai Transmisivitas adalah (Bisri, 2008:113): T =K.D dimana: T = Transmisivitas Akuifer (m2/hari) K = Harga Kelulusan Air (m/hari) D = Tebal akuifer (m) Koefisien Kelulusan Air (K) Koefisien kelulusan air adalah (Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1451K / 10 / MEM /2000) angka yang menunjukkan kemampuan meluluskan air di dalam rongga-rongga batuan tanpa mengubah sifat-sifat airnya, dengan dimensi (panjang/waktu), misal (m/hari) Koefisien Tampungan (S’) Koefisien Tampungan adalah (Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1451K / 10 / MEM /2000) volume air yang dilepaskan dari atau dimasukkan ke dalam akuifer setiap satu satuan luas akuifer pada satu satuan perubahan kedudukan muka air bawah tanah, koefisien cadangan tidak berdimensi. Pengujian Akuifer (Aquifer Test) Disebut pengujian akuifer karena yang diuji adalah lapisan pembawa airnya (akuifer). Tujuan dari pengujian akuifer adalah (Bisri, 2008:112): 1. Untuk memperoleh sifat hidraulis akuifer (koefisien keterusan/transmisivitas akuifer), dengan jalan menganalisis data pengamatan, didapat harga T. Harga K (koefisien kelulusan air) dihitung dengan rumus T = K . D, dimana D adalah tebal dari akuifer. 2. Untuk menetapkan jenis akuifer, dan hasilnya bisa menambah kepastian terhadap hasil analisi diskripsi geologi, juga memberikan keterangan atas besarnya debit hasil (well yield) dan penurunan muka air di sumur (drawdown)
Pada umumnya metode yang digunakan adalah metode Long Period Test. Beberapa metode Long Period Test adalah Theis, Cooper-Jacob, Chow, Pemulihan dari Theis, dan metode Theim (untuk aliran tunak). Metode Theis Theis, yang telah mengembangkan rumus untuk aliran tidak tunak, yang mana telah diperkenalkan faktor waktu dan koefisien tampungan. Theis mencatat bahwa jika dari suatu sumur yang memasuki akuifer tertekan yang luas, dipompa dengan laju tetap, pengaruh debitnya meluas dengan bertambahnya waktu. Besarnya pengurangan tinggi muka airtanah dikalikan dengan koefisien tampungan, kemudian dijumlahkan untuk seluruh luas daerah pengaruh, akan sama dengan debit. Karena airnya harus didapat dari pengurangan tampungan dalam akuifer, maka tinggi muka air tanah akan terus menurun selama akuifernya bekerja efektif secara tidak terbatas. Oleh karenanya, secara teoritis tidak terjadi keadaan tunak. Tetapi besarnya pengurangan muka airtanah akan menurun terus jika daerah pengaruhnya membesar (Bisri, 1991:96). Di dalam menggunakan metode Theis, anggapan - anggapan yang dipergunakan adalah (Bisri, 1991:98); 1. Aliran ke sumur adalah aliran tidak tunak. 2. Jenis akuifernya terutama untuk akuifer terkekang. 3. Diameter sumur kecil, sehingga kandungan di dalam sumur dapat diabaikan. 4. Akuifer dianggap meluas tak terhingga dalam bidang horizontal, terletak pada suatu dasar lapisan yang kedap air serta mempunyai ketebalan yang seragam. 5. Akuifer adalah homogeny, isotropis dalam daerah yang dipengaruhi oleh pemompaan.
6.
Kehilangan tinggi tekan yang disebabkan oleh komponen aliran vertical dalam akuifer diabaikan. 7. Air yang mengalir dalam akuifer merupakan aliran laminer (syarat berlakunya hukum Darcy) 8. Pelepasan air terjadi segera, hal ini disebabkan oleh elastisitas air dan kompaksi material akuifer (material yang tidak termampatkan), sebagai dasar hokum kontinuitas. 9. Muka air pada pisometer dan muka air bebas sebelum pemompaan dalam keadaan hampir horizontal. 10. Pemompaan dilakukan dengan debit yang tepat 11. Sumur yang dipompa menembus penuh akuifer. Persamaan penurunan muka air tanah dan koefisien tampungan menurut Theis adalah (Bisri, 1991:98): Q Q S = W (U ) atau T = W (U ) 4 T 4 S
4T ' r 2S ' atau S’ = 2 U r /t 4T t dimana: S = Penurunan pisometer pada jarak r (m) dari sumur yang dipompa Q = Debit tetap sumur yang dipompa (m3/detik) T = Transmisivitas akuifer (m2/detik) S’ = Koefisien tampungan (tidak berdimensi) t =Waktu sejak dimulai pemompaan (detik) r = Jari-jari sumur pengamat diukur terhadap sumur yang dipompa (m) Metode Cooper-Jacob Metode ini umumnya dikenal dengan nama Metode Jacob. Sama dengan metode Theis, Metode Jacob juga digunakan untuk aliran tidak tunak. Metode Jacob merupakan penurunan dari rumus Theis, tetapi cara ini lebih konsisten dan lebih murah, karena hanya dibutuhkan satu sumur pengamatan. Anggapan-anggapan yang harus dipenuhi adalah sama dengan Metode Theis, tetapi U=
nilai U mempunyai batasan lebih kecil dari 0,01 sehingga nilai r kecil dan nilai t besar (Bisri, 1991:100). Dari penurunan Metode Theis, Jacob menurunkan persamaan penurunan muka air tanah S menjadi (Bisri,1991:101): Q r 2S ' ( 0,5772 ln ) atau S = 4 T 4T t dapat ditulis dalam logaritma 2.30 Q ' 2.25 Tt log 2 ' S = 4 T r S dimana: S = Penurunan pisometer pada jarak r (m) dari sumur yang dipompa Q = Debit tetap sumur yang dipompa (m3/detik) T = Transmisivitas akuifer (m2/detik) S’ = Koefisien tampungan (tidak berdimensi) t = Waktu sejak dimulai pemompaan (detik) r = Jari-jari sumur pengamat diukur terhadap sumur yang dipompa (m) Koefisien tampungan S’ dapat dicari dengan kondisi untuk S = 0 dan t = t0, sehingga: 2.30 Q ' 2.25 Tt log 2 ' S = 4 T r S '
2.25 Tt 2.30 Q log 2 ' 0 menjadikan 4 T r S 2.25 Tt0 =1 r 2S ' 2.25 Tt0 S’ = ' r2 Transmisivitas akuifer diperoleh dengan menggunakan rumus: 2.30 Q ' 10 n1 log ( ) T= menjadikan ' 4 S 10 n 0=
T=
2.30 Q ' 1 2 S
Atau: 2.30 Q 86,40 ' T= 4 S liter/detik
dimana Q dalam
dimana: Q = Debit pemompaan (m3/hari) S = Nilai penurunan muka air per siklus log (m) T = Transmisivitas (m2/hari) S’ = Koefisien tampungan (tidak berdimensi) t0 = Diperoleh dari grafik Jacob r = Jari-jari sumur pengamat diukur terhadap sumur yang dipompa (m) Metode Chow Chow telah mengembangkan sebuah metode dengan menghindarkan penarikan garis lurus secara sembarang dari titiktitik data hasil pengamatan. Pengukuran penurunan muka airtanah, boleh dilakukan dengan menempatkan sumur pengamatan yang dekat dengan sumur pompanya. Seperti metode Jacob I, maka metode inipun juga menggunakan grafik semi-logaritma selain itu alirannya adalah aliran tidak tunak (Bisri, 1991:102). Harga transmisivitas dan koefisien tampungan dari akuifer dihitung dengan rumus Theis, yaitu: Q ' W (U ) T = 4 S
S’
=
4 TtU r2
'
dimana: Q = Debit pemompaan (m3/hari) T = Transmisivitas (m2/hari) S’ = Koefisien tampungan (tidak berdimensi) r = Jari-jari sumur pengamat diukur terhadap sumur yang dipompa (m) S = Penurunan pisometer pada jarak r (m) dari sumur yang dipompa Sifat Batuan yang Mempengaruhi Airtanah Untuk mengetahui keadaan dan kedudukan airtanah harus diketahui daerah geologinya, untuk diidentifikasi susunannya dalam hubungan dengan kemampuan menahan, menampung, mengalirnya air serta besar kapasitasnya. Menurut Thomas (Bisri, 1991:5), susunan
geologi yang dapat berlaku sebagai akuifer adalah: a. Kerikil dan pasir b. Batu kapur c. Batuan gunung berapi d. Batu pasir e. Tanah liat yang bercampur dengan bahan yang lebioh kasar f. Konglomerat g. Batuan kristalin Untuk dapat mengartikan dari pengujian akuifer, diberikan nilai kelulusan air (K) dari berbagai macam batuan. Tabel 1. Harga K Koefisien Kelulusan Air dari Berbagai Batuan Moris & Johnson 1976
Sumber: Bisri, 1991:119
Tabel 2. Harga K Koefisien Kelulusan Air dari Berbagai Batuan Biro Reklamasi USA 1977
Sumber: Bisri, 1991:119
4.
METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di CAT Probolinggo yang memiliki luas total 1.639 km2, dimana secara administratif CAT Probolinggo mencakup wilayah Kabupaten Probolinggo dan Kabupaten Lumajang. Potensi airtanah yang dimiliki
oleh CAT Probolinggo adalah berupa airtanah bebas (Q1) sebesar 711 juta m3/tahun dan airtanah tertekan (Q2) sebesar 124 juta m3/tahun (Kepmen ESDM No. 716 K/40/MEM/2003) Data Yang Dibutuhkan Untuk Penelitian Adapun data yang dibutuhkan dalam penelitian ini beserta sumbernya meliputi: A. Peta Hidrogeologi Indonesia B. Peta Cekungan Air Tanah Provinsi Jawa Timur C. Peta Wilayah Kabupaten Probolinggo D. Data Log Litologi E. Data Uji Pemompaan (Pumping Test) F. Data Konstruksi Sumur G. Data - data yang terkait dengan kondisi lingkungan setempat Tahapan Penelitian Dalam analisa penelitian ini, adapun tahapan penelitian meliputi : Analisis Kelompok Akuifer di CAT Probolinggo Tahapan analisis ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik akuifer yang berada pada lokasi studi. Untuk mengetahui karakteristik akuifer diperlukan Peta Cekungan Air Tanah Probolinggo dan Peta Hidrogeologi Indonesia. Melalui Peta Cekungan Air Tanah ini nantinya akan didigitasi dengan menggunakan bantuan paket program komputer Autocad. Selanjutnya hasil digitasi tersebut akan diplot ke dalam Peta Hidrogeologi Indonesia, sehingga dapat diketahui karakteristik akuifer pada Cekungan Air Tanah Probolinggo. Analisis Sifat Hidraulik Metode Chow dan Jenis Batuan Akuifer Tahapan analisis ini bertujuan untuk mengetahui nilai Transmisivitas (T), Koefisien kelulusan air (K) dan Koefisien tampungan (S’). Untuk mengetahui nilai tersebut, maka harus dilakukan uji akuifer. Dalam tahapan ini, uji akuifer menggunakan Metode Chow.
Berdasarkan hasil analisis sifat hidraulik akuifer, maka akan didapatkan nilai koefisien kelulusan air (K). Selanjutnya nilai K ini digunakan untuk menganalisis jenis batuan dan tingkat kelulusan air dengan melihat tabel 2.1 untuk jenis batuan menurut Moris & Johnson 1976 dan tabel 2.2 untuk jenis jenis batuan dan tingkat kelulusan air menurut Biro Reklamasi USA 1977. Setelah mengetahui jenis batuan pada lokasi studi, selanjutnya dicocokkan dengan komposisi litologi batuan yang terdapat pada Peta Hidrogeologi Indonesia. 5.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Analisis Kelompok Akuifer Analisis kelompok akuifer di Cekungan Air Tanah Probolinggo diperoleh dari hasil overlay Peta Hidrogeologi Indonesia Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa) dengan Peta Cekungan Air Tanah Probolinggo. Berdasarkan hasil overlay tersebut, dapat diinterpretasikan bahwa pada CAT Probolinggo terdapat 6 (Enam) kelompok akuifer, yaitu: 1. Akuifer dengan aliran melalui ruang butir. Akuifer produktif tinggi dengan penyebaran luas, ditandai dengan warna biru tua. (Akuifer dengan keterusan sedang sampai tinggi, muka airtanah atau tinggi pisometri air tanah dekat atau diatas muka tanah, debit sumur umummnya lebih dari 10 liter/detik, setempat lebih dari 50 liter/detik). 2. Akuifer dengan aliran melalui ruang butir. Akuifer produktif dengan penyebaran luas, ditandai dengan warna biru muda. (Akuifer dengan keterusan sedang, muka airtanah atau tinggi pisometri air tanah dekat atau diatas muka tanah,
debit sumur umummnya lebih dari 5 - 10 liter/detik, dan dibeberapa tempat lebih dari 20 liter/detik). 3. Akuifer dengan aliran melalui celahan dan ruang antar butir. Akuifer produktif tinggi sampai sedang, ditandai dengan warna hijau sedang. (Aliran airtanah terbatas pada zona celahan, rekahan dan saluran pelarutan, debit sumur dan mataair beragam dalam kisaran yang sangat besar). 4. Akuifer dengan aliran melalui celahan dan ruang antar butir. Setempat, akuifer produktif, ditandai dengan warna hijau muda. (Akuifer dengan keterusan sangat beragam, umumnya airtanah tidak dimanfaatkan karena dalamnya muka airtanah, setempat mata air berdebit kecil dapat diturap). 5. Akuifer dengan aliran melalui celahan, rekahan dan saluan. Akuifer produktif sedang dengan penyebaran luas, ditandai dengan warna hijau tua. (Akuifer dengan keterusan sangat beragam, kedalaman muka airtanah bebas umumnya dalam, debit sumur umummnya kurang dari 5 liter/detik). 6. Akuifer produktif kecil, setempat berarti, ditandai dengan warna orange. (Umumnya keterusan sangat rendah, setempat airtanah dalam jumlah terbatas dapat diperoleh pada daerah lembah atau zona pelapukan dari batuan padu). Sumur dalam yang tersebar di Cekungan Air Tanah Probolinggo sebanyak 75 sumur. Berdasarkan hasil survey lapangan, sebaran sumur dalam
yang ada di Probolinggo mencakup 4 kelompok akuifer saja, yaitu: 1. Akuifer yang ditandai dengan warna biru tua 2. Akuifer yang ditandai dengan warna biru muda 3. Akuifer yang ditandai dengan warna hijau tua 4. Akuifer yang ditandai dengan warna hijau sedang
Tabel 1.Data Hasil Uji Pemompaan Menerus SDPB 241 No
t (menit)
S (m)
No
t (menit)
S (m)
No
t (menit)
S (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 16 19 22 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
5.76 5.88 6.02 6.18 6.25 6.31 6.34 6.39 6.52 6.58 6.67 6.74 6.76 6.87 6.88 7.16 7.34 7.46 7.86 8.24 8.41 8.51 8.81 9.03 9.33 9.40
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
110 120 135 150 165 180 210 240 270 300 330 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200
9.40 10.04 10.34 10.62 11.03 11.27 11.31 11.76 12.03 12.37 12.50 12.80 13.05 13.14 13.34 13.71 14.11 14.31 14.42 14.44 14.45 14.47 14.60 14.63 14.68 14.76
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76
1260 1320 1380 1440 1560 1680 1800 1920 2040 2160 2280 2400 2520 2640 2700 2880 3060 3240 3420 3600 3780 3960 4140 4320
14.83 14.89 14.97 15.01 15.06 15.10 15.25 15.26 15.29 15.32 15.34 15.48 15.58 15.74 16.08 16.54 16.74 17.08 17.31 17.39 17.51 17.63 17.68 17.70
Sumber: Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah
Gambar 1. Hasil Sebaran Sumur pada Peta Hidrogeologi dan Peta CAT Sumber: Hasil Survey
Hasil Analisis Uji Akuifer Berdasarkan hasil survey lapangan terdapat 75 sumur produksi yang tersebar di Cekungan Air Tanah Probolinggo, namun data hasil uji pumping test yang terdapat di Kantor Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah dan Kantor Proyek Pengembangan Air Tanah Termasuk Bagian Balai Brantas Kabupaten Jember hanya terdapat 31 sumur. Berikut dicontohkan data hasil uji pemompaan sumur produksi yang terdapat di Cekungan Air Tanah Probolinggo, yaitu sumur SDPB 241:
Dari data hasil uji pumping test pada tabel 1. selanjutnya diplot titik-titik dengan harga penurunan muka air S sebagai ordinat dengan skala linier (normal) dan waktu t sebagai absis dengan skala logaritma pada grafik semilogaritma yang ditunjukkan pada gambar 2. Grafik Hubungan t dan s Metode Chow.
Gambar 2. Grafik Hubungan t dan S Metode Chow Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan grafik hubungan antara t dan s Metode Chow ditentukan titik A sembarang, dimana t = 300 menit dan S = 12,29 meter. Dengan mengambil nilai t1 = 100 menit dengan S1 = 10,41 m dan t2 = 1000 menit dengan S2 = 14,33 m maka
diperoleh penurunan muka air per siklus log ∆S = 3,92 m, dan F (U) = 12,29/3,92 = 3,14. Selanjutnya pada Grafik Chow, hubungan F (U), W (U) dan U didapatkan W (U) = 8 dan U = 0,00016 yang ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3 Grafik Hubungan F(u) W(u) dan u Metode Chow Sumber: Hasil Perhitungan
Maka : 1. Transmisivitas akuifer Q = 20,20 m3/detik = 1745,28 m3/hari Q ' W (U ) T = 4 S = 90,48 m2/hari 2. Harga Koefisien Kelulusan Air (K) D = 100 m K =
T D
= 0,90 m/hari 3. Koefisien Tampungan (S’) r = 20 m ' S’ = 4TtU r2 = 0,04 Jenis Batuan pada SDPB 241 menurut Moris & Johnson 1976 termasuk antara batu pasir halus dan batu pasir menengah, sedangkan jenis batuan menurut Biro Reklamasi USA 1977 juga termasuk pasir halus. Untuk tingkat kelulusan air menurut Biro Reklamasi USA 1977 termasuk tingkat menengah.
Berdasarkan data yang diperoleh dari Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah dan Kantor Proyek Pengembangan Air Tanah Termasuk Bagian Balai Brantas Kabupaten Jember. ternyata tidak semua data uji pemompaan menerus dapat dianalisis dengan menggunakan Metode Chow. Salah satu diantaranya dapat dicontohkan pada data pemompaan uji menerus pada sumur SDPB 240, yaitu sebagai berikut: Tabel 2 Data Hasil Uji Pemompaan Menerus SDPB 240 No
t (menit)
S (m)
No
t (menit)
S (m)
No
t (menit)
S (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 16 19 22 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
6.86 6.87 6.89 6.91 6.92 6.99 7.02 7.09 7.21 7.23 7.35 7.38 7.47 7.53 7.57 7.60 7.64 7.69 7.73 7.76 7.83 7.87 7.90 7.96 8.02 8.04
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
110 120 135 150 165 180 210 240 270 300 330 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200
8.07 8.10 8.13 8.17 8.20 8.23 8.27 8.30 8.32 8.33 8.34 8.37 8.39 8.41 8.42 8.44 8.47 8.48 8.50 8.53 8.56 8.57 8.59 8.61 8.63 8.64
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76
1260 1320 1380 1440 1560 1680 1800 1920 2040 2160 2280 2400 2520 2640 2700 2880 3060 3240 3420 3600 3780 3960 4140 4320
8.67 8.70 8.72 8.73 8.77 8.80 8.83 8.87 8.90 8.93 8.96 8.97 9.00 9.13 9.17 9.20 9.21 9.22 9.24 9.27 9.30 9.32 9.35 9.37
Sumber: Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah
Tidak berlakunya Metode Chow pada data dari sumur yang bersangkutan dapat dibuktikan dengan analisis sebagai berikut: Dari data hasil uji pumping test pada tabel 4.4 diplot titik-titik dengan harga penurunan muka air S sebagai ordinat dengan skala linier (normal) dan waktu t sebagai absis dengan skala logaritma pada grafik semi-logaritma yang ditunjukkan pada gambar 4 Grafik Hubungan t dan s Metode Chow.
Gambar 4. Grafik Hubungan t dan S Metode Chow Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan grafik hubungan antara t dan s Metode Chow ditentukan titik A sembarang, dimana t = 10 menit dan S = 7,26 meter. Dengan mengambil nilai t1 = 10 menit dengan S1 = 7,26 m dan t2 = 100 menit dengan S2 = 7,98 m maka diperoleh penurunan muka air per siklus log ∆S = 0,73 m, kemudian F (U) = 7,26/0,73 = 9,96 dari gambar grafik Chow, hubungan F (U), W (U) dan U didapatkan nilai W (U) dan U. Namun, setelah ditarik garis berdasarkan nilai F (U), ternyata tidak memotong/berpotongan dengan garis yang menunjukkan nilai U, sehingga nilai W (U) tidak didapatkan. Grafik ini ditunjukkan pada gambar 5
Gambar 5 Grafik Hubungan F(u) W(u) dan u Metode Chow Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil perhitungan dan Grafik Hubungan F (u), W (u) dan u,
ternyata Metode Chow tidak sesuai untuk sumur SDPB 240, sehingga perlu dianalisis menggunakan metode uji akuifer yang lain untuk mendapatkan nilai transmisivitas (T) dan nilai koefisien kelulusan air (K). Dalam hal ini, penulis menganalisis dengan Metode Cooper Jacob I. Adapun langkah-langkah analisis uji prmompaan dengan menggunakan metode Cooper-Jacob adalah sebagai berikut (Siswoyo, 2002:33) 1. Dari data lapangan, lukislah titiktitik dengan harga penurunan muka air S sebagai ordinat dengan skala linier (normal) dan waktu t sebagai absis dengan skala logaritma pada grafik semi-logaritma yang ditunjukkan pada gambar 4.6 Grafik Hubungan t dan s Metode Cooper Jacob I. 2. Tarik garis lurus yang melalui sebagian besar kumpulan titik-titik hasil pengamatan tersebut. 3. Perpanjang garis lurus tersebut sampai memotong sebuah absis (logaritmis) pada t = t0 dan S = 0. 4. Berdasarkan grafik hubungan antara t dan s diambil nilai t1 dan t2 sehingga diperoleh nilai S1 dan S2. 5. Selanjutnya dari nilai S1 dan S2 dapat diperoleh nilai ∆S. 6. Dengan menggunakan rumus yang dipakai pada Metode Cooper-Jacob I, maka dapat dihitung nilai Transmisivitas Akuifer seperti pada persamaan dan nilai koefisien kelulusan air seperti pada persamaan Berikut merupakan gambar grafik hubungan antara t dan S berdasarkan data uji pemompaan menerus SDPB 240 pada tabel 4.6.
0 ln(t) ln(t) t r S’ Gambar 6. Grafik Hubungan t dan S Metode Cooper - Jacob Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan grafik hubungan antara t dan s Metode Cooper Jacob I diambil nilai t1 = 10 menit dengan S1 = 7,26 m dan t2 = 100 menit dengan S2 = 7,98 m maka diperoleh penurunan muka air per siklus log ∆S = 0,73 m. Maka: 1. Transmisivitas akuifer (T) Q = 20,14 m3/detik = 1740,10 m3/hari 2.30 Q ' 1 T = 2 S 2,3 x 1740.10 ' 1 = 2 0,73 = 875,04 m2/hari 2. Harga Koefisien Kelulusan Air (K) D = 110 m T D 875,04 = 110 = 7,95 m/hari 3. Koefisien Tampungan (S’) Koefisien tampungan (S’) dapat dicari dengan kondisi untuk S = 0 dan t = t0. Nilai t diperoleh berdasarkan perpotongan garis S = 0,3163 ln(t) + 6,5271 dengan sumbu horizontal (t). sehingga secara matematis perpotongan tersebut dapat dihitung sebagai berikut: S = 0,3163 ln(t) + 6,5271
K =
= 0,3163 ln(t) + 6,5271 6,5271 ' = 0,3163 = - 20,64 = 1,09 x 10-09 menit = t0 = 20 m 2,25 T t 0 = r2
'
S’ = 5,37 x 10-09 Jenis Batuan pada SDPB 240 menurut Moris & Johnson 1976 termasuk antara pasir menengah dan pasir halus, sedangkan jenis batuan menurut Biro Reklamasi USA 1977 juga termasuk pasir halus. Untuk tingkat kelulusan air menurut Biro Reklamasi USA 1977 termasuk tingkat menengah. Berdasarkan hasil analisis uji akuifer dari 31 sumur yang menggunakan Metode Chow berdasarkan metodologi yang disusun dalam penelitian ini, ternyata hanya terdapat 3 sumur yang dapat dianalisis dengan menggunakan metode tersebut. Sedangkan untuk 28 sumur tidak dapat dianalisis dengan menggunakan Metode Chow. Hal ini dikarenakan setelah ditarik garis berdasarkan nilai F (U), ternyata tidak memotong/berpotongan dengan garis yang menunjukkan nilai U, sehingga nilai W (U) tidak didapatkan. Oleh karena itu metode yang digunakan untuk 28 sumur tersebut adalah Metode Cooper-Jacob I. Hasil analisis uji akuifer pada sumursumur lain yang tersebar di Cekungan Air Tanah Probolinggo dapat disajikan dalam Tabel 4.3 Nilai Transmisivitas akuifer (T), dan Nilai Koefisien Kelulusan Air (K). Untuk hasil analisis jenis batuan– batuan dan tingkat kelulusan air pada sumur-sumur lain dapat disajikan dalam Tabel 4.4 Jenis Batuan – Batuan menurut Moris & Johnson 1976 dan menurut Biro Reklamasi USA 1977 Berdasarkan Harga Koefisien Kelulusan Air.
Tabel 4.3 Rekapitulasi Sifat Hidraulik
9.59
4.26 x 10
-14
Metode Cooper Jacob I
14
17
SDPB 062
4149.79
87.4
610.14
6.98
1.83 x 10-09
Metode Cooper Jacob I
15
23
SDPB 060
3889.73
62
1124.75
18.14
0.01
Metode Chow
16
18
SDPB 061
4262.11
105
481.89
4.59
2.84 x 10-08
Metode Cooper Jacob I
17
30
SDPB 207
2195.42
99.65
550.96
5.53
8.69 x 10-11
Metode Cooper Jacob I
18
65
SDPB 194
2454.62
93
3418.78
36.76
4.21 x 10-164
Metode Cooper Jacob I
22.06
9.49 x 10
-20
Metode Cooper Jacob I
2.15 x 10
-05
Metode Cooper Jacob I Metode Cooper Jacob I
19
51
SDPB 210
1342.66
52
1146.93
20
21
SDPB 066
3462.05
123.93
446.89
3.61
21
8
SDPB 068
3889.73
116
4007.05
34.54
8.70 x 10
-18
22
9
SDPB 069
2604.1
118.02
30014.45
254.32
3.03 x 10
-70
Metode Cooper Jacob I
23
4
SDPB 063
4240.51
117
921.93
7.88
1.16 x 10
-19
Metode Cooper Jacob I
24
10
SDPB 089
2366.5
119.77
952.93
7.96
1.51 x 10
-17
Metode Cooper Jacob I
25
28
SDPB 209
2195.42
100.11
1618.15
16.16
1.06 x 10
-19
Metode Cooper Jacob I
26
48
SDPB 211
1550.02
96.25
2282.78
23.72
6.42 x 10-22
Metode Cooper Jacob I
27
43
SDPB 090
2616.19
100.37
855.87
8.53
8.61 x 10-12
Metode Cooper Jacob I
-106
Metode Cooper Jacob I Metode Cooper Jacob I
28
16
SDPB 067
3038.69
108.33
8164.26
75.36
9.41 x 10
29
33
SDPB 208
2904.77
100.15
4547.47
45.41
6.58 x 10
-21
30
11
SDPB 070
3038.69
116.08
528.80
4.56
6.06 x 10
-11
Metode Cooper Jacob I
31
73
SDPB 017
184.90
101.87
259.34
2.55
8.59 x 10-30
Metode Cooper Jacob I
Litologi Batuan
Sumber: Hasil Perhitungan
Tinggi
Menengah Pasir Halus
SDPB 210
SDPB 066
51
21
19
20
3.61
Pasir Halus - Pasir Menengah
No
Tinggi
Pasir Bersih dan Kerikil
SDPB 194 65
18
22.06
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Menengah Pasir Halus
Pasir Bersih dan Kerikil Pasir Menengah - Pasir Kasar
Pasir Halus - Pasir Menengah SDPB 207 30
17
5.53
Pasir Halus SDPB 061 18
16
4.59
SDPB 060 23
15
36.76
Tinggi
Menengah
Pasir Bersih dan Kerikil
SDPB 062 17
14
18.14
Pasir Halus - Pasir Menengah
Menengah Pasir Halus
SDPB 059 22
13
6.98
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Menengah Pasir Halus
Pasir Halus - Pasir Menengah
Menengah Pasir Halus SDPB 206 50
12
9.59
SDPB 212 45
11
9.72
Pasir Halus - Pasir Menengah
Pasir Halus
Pasir Halus - Pasir Menengah
Tinggi
Menengah
Pasir Bersih dan Kerikil Pasir Menengah - Pasir Kasar
Pasir Halus - Pasir Menengah
SDPB 214 35
10
8.86
SDPB 128 7
9
22.04
Tinggi
Menengah Pasir Halus Pasir Halus - Pasir Menengah
SDPB 120 1
8
6.7
Tinggi
Pasir Bersih dan Kerikil Pasir Menengah - Pasir Kasar
Pasir Bersih dan Kerikil 27.3 SDPB 243 74
7
23.23
Tinggi Pasir Bersih dan Kerikil SDPB 121 36
6
22.74
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Tinggi Pasir Bersih dan Kerikil SDPB 122 39
5
35.6
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Tinggi Pasir Bersih dan Kerikil SDPB 213 34
4
164.64
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Tinggi Pasir Bersih dan Kerikil SDPB 193 67
3
864.75
Kerikil Kasar - Kerikil Menengah
Menengah Pasir Halus
-
Menengah Pasir Halus
Pasir Halus - Pasir Menengah
Batu Pasir Halus - Batu Pasir Menengah 0.9
SDPB 240 29
2
7.95
SDPB 241 47
1
No
No Sumur
Nama Sumur
K m/hari
Jenis Batuan Tingkat Kelulusan Air Moris & Johnson 1976 Biro Reklamasi USA 1977 Biro Reklamasi USA 1977
Kelompok Akuifer
Litologi Batuan
Tabel 4.4 Rekapitulasi Batuan
Menengah
800.26
Pasir Halus
83.45
Pasir Halus - Pasir Menengah
4320.86
2.55
SDPB 059
SDPB 017
22
73
13
31
7.97 x 10
-11
Menengah
9.72
Pasir Halus
8.86
856.19
Pasir Halus - Pasir Menengah
918.69
88.05
4.56
103.7
2174.69
SDPB 070
1470.53
SDPB 206
11
SDPB 212
50
30
45
12
Tinggi
11
Pasir Bersih dan Kerikil
22.04
Pasir Kasar - Kerikil Kasar
2372.42
Jenis Batuan Kelompok Tingkat Kelulusan Air Biro Reklamasi USA 1977 Biro Reklamasi USA 1977 Akuifer Moris & Johnson 1976
107.65
45.41
Metode Cooper Jacob I
1733.18
SDPB 208
Metode Cooper Jacob I
SDPB 214
33
Metode Cooper Jacob I
6.73 x 10
-15
35
29
Metode Cooper Jacob I
1.89 x 10
-35
Tinggi
-13
Pasir Bersih dan Kerikil
1.33 x 10
Pasir Kasar - Kerikil Kasar
6.70
75.36
724.29
SDPB 067
108.13
16
2172.10
28
SDPB 128
Menengah
7
Pasir Halus
Metode Cooper Jacob I
9
Pasir Halus - Pasir Menengah
3.56 x 10-18
8.53
23.23
SDPB 090
2776.88
43
119.54
27
3889.73
Tinggi
SDPB 120
Pasir Bersih dan Kerikil
1
Pasir Menengah - Pasir Kasar
Metode Cooper Jacob I
8
23.72
Metode Cooper Jacob I
1.60 x 10-21
SDPB 211
3.88 x 10-28
27.30
48
22.74
2402.01
26
2693.46
88
Tinggi
118.47
2659.39
Pasir Bersih dan Kerikil
3889.73
SDPB 243
Pasir Menengah - Pasir Kasar
SDPB 121
74
16.16
36
7
SDPB 209
6
Metode Chow
28
5.71 x 10
Metode Cooper Jacob I
25
Metode Cooper Jacob I
-18
Menengah
8.32 x 10-82
35.60
Pasir Halus
0.11
164.64
4414.02
Pasir Halus - Pasir Menengah
864.75
18414.97
124
7.96
42372.76
118.85
4320.86
SDPB 089
49
1562.98
SDPB 122
10
3246.91
SDPB 213
39
24
SDPB 193
34
5
Menengah
67
4
Pasir Halus
3
Pasir Halus - Pasir Menengah
Metode Cooper Jacob I
7.88
5.37 x 10-9
SDPB 063
7.95
4
875.04
23
110
Tinggi
1740.10
Pasir Bersih dan Kerikil
SDPB 240
Kerikil Kasar - Kerikil Menengah
29
Metode Uji Akuifer
254.32
Metode Chow
2
S'
SDPB 069
0.04
9
0.9
22
90.48
Tinggi
100
Pasir Bersih dan Kerikil
1745.28
Pasir Menengah - Pasir Kasar
SDPB 241
34.54
47
Tabel 4.4 Rekapitulasi Batuan (Lanjutan)
SDPB 068
1
Kelompok Akuifer
8
m2/hari
K m/hari
10
T
21
(m3 /hari)
D meter
Nama Sumur
Q
K No Nama Sumur m/hari Sumur
No
No Sumur
Berdasarkan Tabel 4.3 Rekapitulasi sifat hidraulik yang menunjukkan hasil dari uji akuifer dengan menggunakan Metode Chow dan Metode Cooper-Jacob, maka dengan mengambil contoh pada sumur SDPB 241 dapat dimaknai bahwa untuk nilai transmisivitas sebesar 90,48 m2/hari yang diperoleh dari hasil analisis uji akuifer pada sumur SDPB 241 bermakna bahwa dalam satu hari air mengalami laju perpindahan seluas 90,48 m2. Untuk nilai koefisien kelulusan air sebesar 0,9 m/hari bermakna bahwa dalam satu hari air dapat lolos di dalam
rongga batuan sepanjang 30 m. Sedangkan untuk nilai koefisien tampungan sebesar 0,04 bermakna bahwa jumlah volume air yang dilepaskan dan ditampung akuifer sebesar 0,04. Untuk sumur-sumur yang lain dimaknai dengan cara yang sama. Berdasarkan Tabel 4.4 Jenis BatuanBatuan yang menunjukkan macammacam batuan beserta tingkat kelulusannya. Untuk sumur yang masuk dalam kelompok akuifer hijau sedang dan hijau tua memiliki tingkat kelulusan air dari menengah hingga tinggi berdasarkan analisis sifat hidraulik yaitu nilai koefisien kelulusan air (K). Hal ini sesuai dengan komposisi litologi batuan yang terdapat pada Peta Hidrogeologi Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa) yaitu termasuk dalam litologi batuan dengan simbol berikut: : Kelulusan tinggi hingga Q sedang. Sedangkan untuk sumur yang masuk dalam kelompok akuifer biru muda memiliki tingkat kelulusan air dari menengah hingga tinggi berdasarkan analisis sifat hidraulik yaitu nilai koefisien kelulusan air (K). Ternyata kurang sesuai dengan komposisi litologi batuan yang terdapat pada Peta Hidrogeologi Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa) yaitu termasuk dalam litologi batuan dengan simbol berikut: : Aluvium endapan sungai, Q umumnya tersusun oleh bahan-bahan berbutir halus (lempung, lanau, dengan selingan pasir). Umumnya kelulusannya sedang hingga rendah. Berdasarkan hasil tersebut maka diperlukan penelititan lebih lanjut untuk mengetahui keterkaitan antara litologi batuan menurut Peta Hidrogeologi Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa) dengan nilai koefisien kelulusan
air yang diperoleh berdasarkan uji akuifer yang tidak dibahas dalam penelitian ini. 6.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat disampaikan berdasarkan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Berdasarkan hasil overlay Peta Cekungan Air Tanah Probolinggo, Peta Hidrogeologi Indonesia Sheet X Kediri (Jawa) dan Sheet XI Jember (Jawa) ternyata Cekungan Air Tanah Probolinggo terletak dalam 6 kelompok akuifer, yaitu terdapat pada kelompok akuifer yang ditandai dengan warna biru tua, biru muda, hijau tua, hijau sedang, hijau muda, dan orange. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2. Sedangkan untuk sumur - sumur yang ada dilokasi penelitan berada pada 4 kelompok akuifer, yaitu yang kelompok akuifer yang ditandai dengan warna biru tua, biru muda, hijau tua, dan hijau sedang. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2. 2. Berdasarkan hasil analisis uji akuifer, maka sifat hidraulik akuifer di Cekungan Air Tanah Probolinggo yang di representasikan dengan nilai transmisifitas (T) berkisar antara 90,48 m2/hari – 42372,8 m2/hari, untuk nilai koefisien tampungan (S’) berkisar antara 4,21 x 10 -164 – 4,00 x 10-3, sedangkan untuk nilai koefisien kelulusan air (K) berkisar antara 0,9 m/hari – 864,75 m/hari. Berdasarkan nilai koefisien kelulusan air (K) tersebut, jenis batuan pada Cekungan Air Tanah Probolinggo adalah batu pasir, pasir dan kerikil dengan tingkat kelulusan menengah hingga tinggi. Saran Berdasarkan hasil penelitian ini, adapun beberapa saran yang dapat penulis sampaikan antara lain:
1. Bagi instansi-instansi yang terkait dalam hal ini Kantor Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah, apabila melakukan pengeboran sebaiknya dilakukan pada daerah - daerah yang memiliki nilai koefisien kelulusan air yang tinggi sebagaimana ditunjukkan pada peta - peta yang dihasilkan dari penelitian ini. 2. Bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, hasil pemetaan dari penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui daerah dalam satu Cekungan Air Tanah yang memiliki sifat hidraulik yang sama. 3. Bagi instansi yang terkait yaitu Kantor Balai Besar Wilayah Sungai Brantas Pendayagunaan Air Tanah Jawa Timur, perlunya mengganti mesin bor dan rumah sumur bor yang ada di Kabupaten Probolinggo. Hal ini dikarenakan banyak ditemukannya mesin bor yang telah rusak atau hilang serta kondisi rumah sumur bor yang sudah tidak layak lagi (rusak). DAFTAR PUSTAKA 1.
2.
3. 4.
5.
6.
Anonim. 2008. Kondisi Air Tanah Probolinggo. www.profilprobolinggo.co.id (diakses 22 Juli 2012) Anonim. 2012. Diktat Teknik Remidiasi Lingkungan Tercemar. Surabaya: UPT. Penerbit Program Magister Teknik Lingkungan FTSP – ITS. Bisri, M. 2008. Airtanah. Malang : Tirta Media Bisri, M. 1991. Aliran Air tanah. Malang: UPT. Penerbit Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. 2003. Batas Horisontal Cekungan Air Tanah di Pulau Jawa dan Pulau Madura. Jakarta: ESDM Siswoyo, H., Lily Montarcih L., & Sumiadi. 2002. Studi Potensi dan Karakteristik Akuifer di Wilayah Kabupaten Jombang dengan Berbagai Pendekatan Model Uji Akuifer. Malang: Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
7.
8.
Suharyadi. 1984. Geohidrologi. Yogyakarta: UPT. Penerbit Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Todd, D.K. 1980. Groundwater Hydrologi. New York: John Wiley & Sons
