Geohidrologi Sistem Akuifer dan Geologi Air Tanah

GEOHIDROLOGI

Hidrogeologi dalam bahasa Inggris tertulis hydrogeology. Bila kita merujuk dari struktur bahasa Inggris, maka tulisanhydrogeol ogy dapat diurai menjadi (Toth, 1990) :Hydroà merupakan kata sifat (adjective) yang berarti ‘mengenai air’Geologyà kata benda Sehingga dapat diartikan menjadi geologi air (the geology of water). Secara definitif dapat dikatakanmerupakan suatu studi dari interaksi antara kerja kerangka batuan dan air tanah. Dalam prosesnya, studi inimenyangkut aspek-aspek fisika dan kimia yang terjadi di dekat atau di bawah permukaan tanah. Termasukdi dalamnya adalah transportasi massa, material, reaksi kimia, perubahan temperatur, perubahan topographidan lainnya. Proses ini terjadi dalam skala waktu harian (daily time scale). Sedangkan gerakan air di dalamtanah melalui sela-sela dari kerangka batuan dikenal juga dengan istilah aliran air tanah (groundwater flow). Definisi air tanah ialah sejumlah air dibawah permukaan bumi yang dapat dikumpulkan dengan sumur-sumur, terowongan atau sistem drainase. Dapat juga disebut aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan (Bouwer, 1978).

Air tanah mengalir dari daerah yang lebih tinggi menuju ke daerah yang lebih rendah dan denganakhir perjalanannya menuju ke laut. Daerah yang lebih tinggi merupakan daerah tangkapan (recharge area)dan daerah yang lebih rendah merupakan daerah buangan (discharge area), yang merupakan daerah pantaimaupun lembah dengan suatu sistem aliran sungai. Secara lebih spesifik daerah tangkapan didefinisikansebagai bagian dari suatu daerah aliran (watershed/catchment area) dimana aliran air tanah (yang saturated) menjauhi muka air tanah.

Sedangkan daerah buangan didefinisikan sebagai bagian dari suatu daerah aliran(watershed/catchment area) dimana aliran air tanah (yangsaturated) menuju muka air tanah (Freeze danCherry, 1979). Biasanya di daerah tangkapan, muka air tanahnya terletak pada suatu kedalaman tertentusedangkan muka air tanah daerah buangan umumnya mendekati permukaan tanah, salah satu contohnya adalah pantai.

Sistem Akuifer dan Geologi Air Tanah

Beberapa istilah penting yang merupakan bagian dari hidrogeologi dijelaskan definisinya, yaitu :

a.Akuifer

Definisi akuifer ialah suatu lapisan, formasi, atau kelompok formasi satuan geologi yangpermeabl ebaik yang terkonsolidasi (misalnya lempung) maupun yang tidak terkonsolidasi (pasir) dengan kondisijenuh air dan mempunyai suatu besaran konduktivitas hidraulik (K) sehingga dapat membawa air (atauair dapat diambil) dalam jumlah (kuantitas) yang ekonomis.

b.Aquiclude (impermeable layer)

Definisinya ialah suatu lapisan lapisan, formasi, atau kelompok formasi suatu geologi yang

impermable dengan nilai konduktivitas hidraulik yang sangat kecil sehingga tidak memungkinkan air

melewatinya. Dapat dikatakan juga merupakan lapisan pambatas atas dan bawah suatuconfined

aquifer.

c.Aquitard (semi impervious layer)

Definisinya ialah suatu lapisan lapisan, formasi, atau kelompok formasi suatu geologi yangpermabl edengan nilai konduktivitas hidraulik yang kecil namun masih memungkinkan air melewati lapisan iniwalaupun dengan gerakan yang lambat. Dapat dikatakan juga merupakan lapisan pambatas atas danbawah suatu semi confined aquifer.

d.Confined Aquifer

Merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya merupakanaquicludedan tekanan airnya lebih besar dari tekanan atmosfir. Pada lapisan pembatasnya tidak ada air yangmengalir (no flux).

e.Semi Confined (leaky) Aquifer

Merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas berupaaquitard dan lapisanbawahnya merupakanaquiclude. Pada lapisan pembatas di bagian atasnya karena bersifat aquitardmasih ada air yang mengalir ke akuifer tersebut (influx) walaupun hidraulik konduktivitasnya jauhlebih kecil dibandingkan hidraulik konduktivitas akuifer. Tekanan airnya pada akuifer lebih besar daritekanan atmosfir.

f.Unconfined Aquifer

Merupakan akuifer jenuh air (satured). Lapisan pembatasnya, yang merupakanaquit ard, hanya padabagian bawahnya dan tidak ada pembatasaquit ard dilapisan atasnya, batas di lapisan atas berupa mukaair tanah. Dengan kata lain merupakan akuifer yang mempunyai muka air tanah.

g.Semi Unconfined Aquifer

Merupakan akuifer yang jenuh air (satured) yang dibatasi hanya lapisan bawahnya yang merupakan

aquitard. Pada bagian atasnya ada pembatas yang mempunyai hidraulik konduktivitas lebih kecil

daripada hidraulik konduktivitas dari akuifer. Akuifer ini juga mempunyai muka air tanah yang terletak

pada lapisan pembatas tersebut.

h.Artesian Aquifer

Merupakan confined aquifer dimana ketinggian hidrauliknya (potentiometric surface) lebih tinggidaripada muka tanah. Oleh karena itu apabila pada akuifer ini dilakukan pengeboran maka akan timbulpancaran air (spring), karena air yang keluar dari pengeboran ini berusaha mencapai ketinggianhidraulik tersebut.

Lithologi, Stratigrafi dan Struktur

Kondisi alami dan distribusi akuifer,aquiclude danaquit ard dalam sistem geologi dikendalikanoleh lithologi, stratigrafi dan struktur dari material simpanan geologi dan formasi (Freeze dan Cherry,1979). Selanjutnyadijelaskan lithologi merupakan susunan fisik dari simpanan geologi. Susunan initermasuk komposisi mineral, ukuran butir dan kumpulan butiran (grain pcking) yang terbentuk darisedimentasi atau batuan yang menampilkan sistem geologi. Stratigrafi menjelaskan hubungan geometrisdan umur antara macam-macam lensa, dasar dan formasi dalam geologi sistem dari asal terjadinyasedimentasi. Bentuk struktur seperti pecahan (cleavages), retakan (fracture), lipatan (folds), dan patahan(faults), merupakan sifat-sifat geometrik dari sistem geologi yang dihasilkan oleh perubahan bentuk(deformation) akibat adanya proses penyimpanan (deposition) dan proses kristalisasi (crystallization) daribatuan. Pada simpanan yang belum terkonsolidasi (unconsolidated deposits) lithologi dan stratigrafimerupakan pengendali yang paling penting.

Beberapa Macam Unconfined Aquifer

Unconfined aquifer merupakan akuifer dengan hanya satu lapisan pembatas yang kedap air

(dibagian bawahnya). Ketinggian hidraulik sama dengan ketinggian muka airnya. Dari sistem terbentuknya

dan lokasinya jenis akuifer ini ada beberapa macam, yaitu :

Akuifer Lembah (Valley Aquifers)

Merupakan akuifer yang ada pada suatu lembah dengan sungai sebagai batas (inlet atauoutletnya).

Jenis ini dapat dibedakan berdasarkan lokasinya yaitu di daerah yang banyak curah hujannya (humid zone), seperti di Indonesia. Pengisian air terjadi pada seluruh areal dari akuifer melalui transfiltrasi.

Sungai-sungai yang ada di akuifer ini diisi airnya (recharge) melalui daerah-daerah yang mempunyaiketinggian yang sama dengan ketinggian sungai. Pada ilmu hidrologi pengisian yang menimbulkanaliran ini dikenal dengan sebutan aliran dasar (base flow). Hal ini merupakan indikator bahwawalaupun dalam keadaan tidak ada hujan (musim kemarau), pada sungai-sungai tertentu masih adaaliran airnya. Disamping itu akibat adanyarecharge juga merupakan salah satu faktor penyebab suatusungai berkembang dari penampang yang kecil disebelah hulunya menjadi penampang yang besar disebelah hilirnya (mendekati laut).

Pada daerah gersang (arid zone) dimana curah hujannya sedikit, kurang dari 500 mm per tahun, danlebih kecil dari penguapan/evapotranspirasi phenomenanya merupakan kebalikan dari daerahhumid.Karena pengisian (infiltrasi) ke akuifer tidak ada akibat sedikitnya curah hujan, maka pengisian adalahdari sungai ke akuifer. Pada umumnya aliran pada akuifer adalah pada arah yang sama dengan aliransungai. Masalah yang terjadiumumnya :

Permeabilitas besar dari sungai terutama pada bagian dasarnya, semakin besar permeabilitasnya

aliran sungai semakin kecil karena aliran akan meresap ke dalam tanah.Pada daerah rendah timbul masalah salinitas yang cukup besar, karena aliran air tanah(Chebatarev, 1955 dan Toth, 1963) mengubah komposisi kimia makin ke hilir mendekati unsurkimia air laut (misalnya NaCl).

Perched Aquifers

Merupakan akuifer yang terletak di atas suatu lapisan formasi geologi kedap air. Biasanya terletakbebas di suatu struktur tanah dan tidak berhubungan dengan sungai. Kadang-kadang bilamana lapisandi bawahnya tidak murni kedap air namun berupaaquitards bisa memberikan distribusi air padaakuifer di bawahnya. Kapasitasnya tergantung dari pengisian air dari sekitarnya dan juga luasnyalapisan geologi yang kedap air tersebut.

Alluvial Aquifers

Alluvial Aquifers merupakan material yang terjadi akibat proses fisik di sepanjang daerah aliran sungai

atau daerah genangan (flood plains). Akibat pergeseran sungai dan perubahan kecepatan penyimpananyang sebelumnya pernah terjadi maka simpanan berisi material tanah yang beragam dan heterogendalam distribusi sifat-sifat hidaruliknya. Dalam klasifikasi tanah sering disebutw elll graded. Akibatnyakapasitas air di akuifer ini menjadi besar dan umumnya volume air tanahnya seimbang (equillibrium)dengan air yang ada di sungai. Akuifer ini membantu pengaturan rezim aliran sungai. Sehingga bolehdikatakan setiap daerah dengan akuifer jenis ini, akuifer ini merupakan sumber yang penting untuksuplai air. Di daerah hulu aliran sungai umumnya airsungai meresap ke tanah (infiltrasi) dan mengisiakuifer ini (recharge). Hal ini terjadi karena ketinggian dasar sungai relatif di atas ketinggian muka airtanah pada akuifer. Namun semakin ke hilir aliran sungai terjadi sebaliknya, akuifer memberikanpengisian ke aliran sungai (recharge), karena muka air tanah di akuifer relatif lebih tinggi dibandingkan dengan dasar sungai. Pengisian ini menimbulkan aliran dasar (base flow) di sungaisepanjang tahun, walaupun pada musim kemarau tidak terjadi hujan di daerah pengaliran sungai(DPS). Ditinjau dari kuantitas kandungan air yang dimilikinya, maka akuifer ini merupakan akuiferyang paling baik dibandingkan dengan akuifer jenis lain.

Andika Eldoni
270110090101