GEOHIDROLOGI
Hidrogeologi dalam bahasa Inggris tertulis
hydrogeology. Bila kita merujuk dari struktur bahasa Inggris, maka tulisan hydrogeology
dapat diurai menjadi (Toth, 1990) :
Hydro à merupakan kata sifat (adjective) yang berarti
‘mengenai air’
Geology à kata benda
Sehingga
dapat diartikan menjadi geologi air (the geology of water). Secara
definitif dapat dikatakan merupakan suatu studi dari interaksi antara kerja
kerangka batuan dan air tanah. Dalam prosesnya, studi ini menyangkut
aspek-aspek fisika dan kimia yang terjadi di dekat atau di bawah permukaan
tanah. Termasuk di dalamnya adalah transportasi massa
Air tanah mengalir dari daerah yang lebih tinggi
menuju ke daerah yang lebih rendah dan dengan akhir 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 pantai maupun lembah dengan suatu sistem aliran sungai.
Secara lebih spesifik daerah tangkapan didefinisikan sebagai 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 (yang saturated) menuju muka air tanah (Freeze dan Cherry, 1979).
Biasanya di daerah tangkapan, muka air tanahnya terletak pada suatu kedalaman
tertentu sedangkan 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 yang
permeable baik yang terkonsolidasi (misalnya lempung) maupun yang tidak
terkonsolidasi (pasir) dengan kondisi jenuh air dan mempunyai suatu besaran
konduktivitas hidraulik (K) sehingga dapat membawa air (atau air 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 suatu confined aquifer.
c.
Aquitard (semi impervious layer)
Definisinya
ialah suatu lapisan lapisan, formasi, atau kelompok formasi suatu geologi yang permable
dengan nilai konduktivitas hidraulik yang kecil namun masih memungkinkan air
melewati lapisan ini walaupun dengan gerakan yang lambat. Dapat dikatakan juga
merupakan lapisan pambatas atas dan bawah suatu semi confined aquifer.
d.
Confined Aquifer
Merupakan
akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya merupakan aquiclude
dan tekanan airnya lebih besar dari tekanan atmosfir. Pada lapisan pembatasnya
tidak ada air yang mengalir (no flux).
e.
Semi Confined (leaky) Aquifer
Merupakan
akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas berupa aquitard
dan lapisan bawahnya merupakan aquiclude. Pada lapisan pembatas di
bagian atasnya karena bersifat aquitard masih ada air yang mengalir ke akuifer
tersebut (influx) walaupun hidraulik konduktivitasnya jauh lebih kecil
dibandingkan hidraulik konduktivitas akuifer. Tekanan airnya pada akuifer lebih
besar dari tekanan atmosfir.
f.
Unconfined Aquifer
Merupakan
akuifer jenuh air (satured). Lapisan pembatasnya, yang merupakan aquitard,
hanya pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard dilapisan
atasnya, batas di lapisan atas berupa muka air 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 tinggi daripada muka tanah. Oleh karena itu apabila pada
akuifer ini dilakukan pengeboran maka akan timbul pancaran air (spring),
karena air yang keluar dari pengeboran ini berusaha mencapai ketinggian
hidraulik tersebut.
Lithologi, Stratigrafi dan Struktur
Kondisi alami dan distribusi
akuifer, aquiclude dan aquitard dalam sistem geologi dikendalikan
oleh lithologi, stratigrafi dan struktur dari material simpanan geologi dan
formasi (Freeze dan Cherry, 1979). Selanjutnya
dijelaskan lithologi merupakan susunan fisik dari simpanan geologi.
Susunan ini termasuk komposisi mineral, ukuran butir dan kumpulan butiran (grain
pcking) yang terbentuk dari sedimentasi atau batuan yang menampilkan sistem
geologi. Stratigrafi menjelaskan hubungan geometris dan umur antara macam-macam
lensa, dasar dan formasi dalam geologi sistem dari asal terjadinya sedimentasi.
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)
dari batuan. Pada simpanan yang belum terkonsolidasi (unconsolidated
deposits) lithologi dan stratigrafi merupakan 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 :
a. Akuifer
Lembah (Valley Aquifers)
Merupakan
akuifer yang ada pada suatu lembah dengan sungai sebagai batas (inlet atau
outletnya). 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 mempunyai ketinggian yang sama dengan ketinggian sungai.
Pada ilmu hidrologi pengisian yang menimbulkan aliran ini dikenal dengan
sebutan aliran dasar (base flow).
Hal ini merupakan indikator bahwa walaupun dalam keadaan tidak ada hujan (musim
kemarau), pada sungai-sungai tertentu masih ada aliran airnya. Disamping itu
akibat adanya recharge juga merupakan salah satu faktor penyebab suatu
sungai berkembang dari penampang yang kecil disebelah hulunya menjadi penampang
yang besar di sebelah hilirnya (mendekati laut).
Pada
daerah gersang (arid zone) dimana curah hujannya sedikit, kurang dari
500 mm per tahun, dan lebih kecil dari penguapan/evapotranspirasi phenomenanya
merupakan kebalikan dari daerah humid. Karena pengisian (infiltrasi) ke
akuifer tidak ada akibat sedikitnya curah hujan, maka pengisian adalah dari
sungai ke akuifer. Pada umumnya aliran pada akuifer adalah pada arah yang sama
dengan aliran sungai. Masalah yang terjadi umumnya :
-
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 unsur kimia air laut (misalnya NaCl).
b.
Perched Aquifers
Merupakan
akuifer yang terletak di atas suatu lapisan formasi geologi kedap air. Biasanya
terletak bebas di suatu struktur tanah dan tidak berhubungan dengan sungai.
Kadang-kadang bilamana lapisan di bawahnya tidak murni kedap air namun berupa aquitards
bisa memberikan distribusi air pada akuifer di bawahnya. Kapasitasnya
tergantung dari pengisian air dari sekitarnya dan juga luasnya lapisan geologi
yang kedap air tersebut.
c.
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 penyimpanan yang
sebelumnya pernah terjadi maka simpanan berisi material tanah yang beragam dan
heterogen dalam distribusi sifat-sifat hidaruliknya. Dalam klasifikasi tanah
sering disebut welll graded. Akibatnya kapasitas 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 boleh dikatakan setiap daerah dengan akuifer jenis ini,
akuifer ini merupakan sumber yang penting untuk suplai air. Di daerah hulu
aliran sungai umumnya air sungai meresap
ke tanah (infiltrasi) dan mengisi akuifer ini (recharge). Hal ini
terjadi karena ketinggian dasar sungai relatif di atas ketinggian muka air
tanah pada akuifer. Namun semakin ke hilir aliran sungai terjadi sebaliknya,
akuifer memberikan pengisian ke aliran sungai (recharge), karena muka
air tanah di akuifer relatif lebih tinggi di bandingkan dengan dasar sungai.
Pengisian ini menimbulkan aliran dasar (base flow) di sungai sepanjang
tahun, walaupun pada musim kemarau tidak terjadi hujan di daerah pengaliran
sungai (DPS). Ditinjau dari kuantitas kandungan air yang dimilikinya, maka
akuifer ini merupakan akuifer yang paling baik dibandingkan dengan akuifer
jenis lain.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar