1. Ada 3 jenis akuifer yaitu yaitu Akuifer tertekan, tertekan, akuifer tidak tertekan, akuifer bocor. Bagaimana klasifikasinya dan bagaimana karakter dari ketiga akuifer tersebut? a. Akuifer bebas atau akuifer akuifer tidak tertekan (Unconfined (Unconfined Aquifer) Aquifer)
Akuifer bebas atau akuifer tak tertekan adalah air tanah dalam akuifer tertutup lapisan impermeable, dan merupakan akuifer yang mempunyai muka air tanah. Unconfined Aquifer adalah akuifer jenuh air (satured). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard, hanya pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan atasnya, batas di lapisan atas berupa muka air tanah. Permukaan air tanah di sumur dan air tanah bebas adalah permukaan air bebas, jadi permukaan air tanah bebas adalah batas antara zone yang jenuh dengan air tanah dan zone yang aerosi (tak jenuh) di atas zone yang jenuh. Akuifer jenuh disebut juga sebagai phriatic aquifer, non artesian aquifer atau free aquifer (Wuryantoro, 2007). Air tanah ini banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk berbagai keperluan dengan kedalaman sumur umumnya antara 1 – 25 meter. Air tanah bebas masih merupakan sumber utama air bersih bagi sebagian besar penduduk dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari. Pemanfaatannya dilakukan dengan cara pembuatan sumur gali dan sumur pantek pada kedalaman kurang dari 20 meter di bawah permukaan, umumnya terdapat pada lapisan pasir, pasir kerikilan, tufa pasiran dan pasir lanauan. Air tanah bebas di dataran aluvial terdapat dalam lapisan pasir, pasir lempungan, pasir kerikilan dan pasir lempungan. Mutu air tanah bebas bervariasi dari baik hingga jelek, asin rasa airnya hingga tawar, berwarna keruh hingga jernih. Kesadahannya berkisar antara 8,5 – 16,7, pH sekitar 6,7 – 11,2, sisa kering 353 – 580, sisa pijar 252 – 420, kadar kandungan ion klorida berkisar 25,5 – 6.685 mg/l, SO4 antara 40,5 – 246,9 mg/l. Khususnya untuk keperluan rumah tangga sehari-hari, kandungan air tanah bebas di dataran aluvial terkecuali daerah-daerah sekitar pantai, pemanfaatannya masih dapat dikembangkan. Sedangkan untuk daerah-daerah yang terletak sekitar 1 – 3 km dari garis pantai, penggunaan air tanah bebasnya sangat terbatas sekali disebabkan asin hingga payau rasa airnya. (Anonim3, 2008).
b. Akuifer tertekan (Confined Aquifer) Akuifer tertekan adalah suatu akuifer dimana air tanah terletak di bawah lapisan kedap air (impermeable) dan mempunyai tekanan lebih besar daripada tekanan atmosfer. Air yang mengalir (no flux) pada lapisan pembatasnya, karena confined aquifer merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya.
c. Akuifer bocor (Leakage Aquifer)
Akuifer bocor dapat didefinisikan suatu akuifer dimana air tanah terkekang di bawah lapisan yang setengah kedap air sehingga akuifer di sini terletak antara akuifer bebas dan akuifer terkekang.
Gambar Ilustrasi tiga jenis akuifer menurut kruseman dan deRieder, 1994
Struktur geologi sangat berpengaruh terhadap arah gerakan air tanah, tipe dan potensi akuifer. Stratigrafi yang tersusun atas beberapa lapisan batuan akan berpengaruh terhadap akuifer, kedalaman dan ketebalan akuifer, serta kedudukan air tanah. Jenis dan umur batuan juga berpengaruh terhadap daya hantar listrik, dan dapat menentukan kualitas air tanah. Pada mulanya air memasuki akuifer melewati daerah tangkapan (recharge area) yang berada lebih tinggi daripada daerah buangan (discharge area). Daerah tangkapan biasanya terletak di gunung atau pegunungan dan daerah buangan terletak di daerah pantai. Air tersebut kemudian mengalir kebawah karena
pengaruh gaya gravitasi melalui pori-pori akuifer. Air yang berada dibagian bawah akuifer mendapat tekanan yang besar oleh berat air diatasnya, tekanan ini tidak dapat hilang atau berpindah karena akuifer terisolasi oleh akiklud diatas dan dibawahnya, yaitu lapisan yang impermeabel dengan konduktivitas hidrolik sangat kecil sehingga tidak memungkinkan air melewatinya. Jika sumur di bor hingga confined aquifer, maka air akan memancar ke atas melawan gaya gravitasi bahkan hingga mencapai permukaan tanah. Sumur yang airnya memancar keatas karena tekanannya sendiri di sebut sumur artesis (Wuryantoro, 2007).
2. Apakah tipologi akuifer? Pengertian mengenai geometri keterdapatan airtanah di bawah permukaan, merupakanhal yang mutlak diketahui. Dengan memahami geometri akifer, maka permasalahan mengenaikarakteristrik dan sifat airtanah akan lebih mudah untuk dijelaskan. Pendekatan yang digunakanmeliputi berbagai aspek kimia fisika di alam.Kondisi dan distribusi sistem akifer dalam sistem geologi dikontrol oleh faktor litologi,stratigrafi dan struktur dari endapan-endapan geologi. Litologi adalah penyusun secara fisik meliputi komposisi mineral, ukuran butir dan kemas dari endapan-endapan atau batuan yangmembentuk sistem geologi. Stratigrafi menggambarkan kondisi geometri dan hubungan umurantar lapisan atau satuan batuan dalam sistem geologi. Sedangkan struktur geologi merupakanbentuk/sifat geometri dari sistem geologi yang diakibatkan deformasi yang terjadi setelahbatuan terbentuk. Pada sedimen yang belum terkonsolidasi/kompak, kontrol yang berperanadalah litologi dan stratigrafi. Pengetahuan akan ketiga faktor di atas memberikan arahankepada pemahaman karakteristik dan distribusi sistem akifer (Freeze dan Cherry, 1979).Kesamaan iklim dan kondisi geologi di suatu daerah akan memberikan kesamaan sistemairtanah. Kondisi ini akan berpengaruh terhadap karakter fisika dan kimia serta kualitas airtanahdalam sistem tersebut. Berdasarkan karakter tersebut, serta mengacu pada klasifikasi Mendel(1981) dan kondisi geografis serta morfologis keberadaan dan penyebaran airtanah diIndonesia. 3. Tipologi sistem akuifer ada 5, bagaimana karakteristik umum serta karakteristik khusunya?
•
•
•
•
1. Tipologi Sistem Akuifer Endapan Gunungapi Tipologi sistem akuifer endapan gunungapi terdiri dari endapan-endapan piroklastika yang umumnya berupa pelapukan yang tebalnya lebih dari 1 meter, sangat berpori dan tidak kompak, berselang-seling dengan lapisan aliran lava umumnya kedap air. Susunan perlapisan endapan gunungapi tersebut menyebabkan terakumulasinya air tanah yang cukup besar pada daerah kaki gunungapi ditandai dengan munculnya banyak mata air dengan debit cukup besar Umumnya mata air banyak muncul pada morfologi bagian tubuh, baik dikontrol oleh adanya kontak atara lapisan yang berbeda tingkat kelulusannya, ataupun oleh adanya tekuk dan pemotongan lereng Selain sistem media berpori, potensi air tanah juga pada akuifer dengan sistem media rekahan yang banyak dijumpai pada lava. Rekahan tersebut
terbentuk oleh kekar-kekar yang terjadi akibat pembekuannya ataupun akibat tektonik/ volkanisme.
proses
pada
saat
Tipologi Sistem Akuifer Endapan Gunungapi
(S.Mandel,1981)
33
2. Tipologi Sistem Akuifer Endapan Aluvial Sistem akuifer ini terbentuk akibat proses transportasi dan sedimentasi yang terjadi disepanjang aliran sungai. Umumnya berkembang pada sungai besar yang bermeander dan sungai teranyam (braided stream).
a. Sistem akuifer endapan aluvial pantai (akuifer Pantai) akuifer pantai mempunyai potensi air tanah cukup baik. Endapan aluvial pantai di Indonesia cukup besar mengingat garis pantai Indonesia yang cukup panjang. Morfologi di daerah aluvial pantai umumnya datar sampai sedikit bergelombang, memanjang sejajar dengan garis pantai. Dari segi kuantitas, air tanah di daerah akuifer pantai dapat menjadi sumber air tanah yang baik terutama pada daerah pematang pantai/ gosong pantai atau lensa-lensa batupasir lepas. Namun kualitas air tanah pada akuifer aluvial pantai tergolong buruk, ditandai dengan bau, warna kuning, keruh, tingginya kandungan garam, serta kandungan Fe dan Mn yang utuh untuk daerah pantai rawa (pantai pasang surut). Sedangkan kualitas air tanah yang baik umumnya di dapat pada akuifer pantai berupa akuifer tertekan (unconfined aquifer ). Kondisi air tanah di dataran pantai banyak ditentukan kondisi geologi di hulunya. Endapan aluvial ini dapat menjadi tebal jika cekungan yang membatasi terus menurun karena beban endapannya, misalnya dibatasi oleh sesar/patahan turun. •
•
•
•
•
b. Sistem akuifer endapan delta atau rawa Sistem akuifer ini memiliki potensi air tanah dangkal yang relatif rendah/kecil, dengan kualitas buruk yang dicirikan dengan warna keruh, berbau serta rasa yang masam atau payau dan tingginya kadar garam, Fe, dan Mn. Lapisan pelapukan umumnya tebal dan bersifat kedap (impermeabel). Karakteristik akuifer di daerah ini adalah media pori dengan ketebalan akuifer yang relatif tipis pada lapisan yang berukuran butir pasir.
Tipologi Sistem Akuifer Endapan Aluvial
(S Mandel 1981)
3. Tipologi Sistem Akuifer Batuan Sedimen a. Sistem akuifer Batupasir-Batuserpih/batulempung terlipat Sistem akuifer batupasir-batuserpih/batulempung pada dasarnya mirip dengan sistem akuifer endapan aluvial atau delta yang terdiri atas perselingan pasir dan lempung. Pada sistem ini mempunyai umur lebih tua dan telah mengalami proses diagenesa menyebabkan terjadi kompaksi, sementasi, dan lithifikasi. Proses ini selanjutnya menyebabkan terjadinya reduksi porositas dan permeabilitas pada batupasir. Sistem akuifer ini dapat terbentuk dalam beberapa variasi kondisi geologi. Contoh dalam kerangka kontinental sedimen-sedimen mengisi depresi berbentuk cekungan dalam skala regional yang luas menghasilkan formasiformasi geologi dengan batupasir yang kemudian dijumpai sebagai akuifer tertekan. •
•
•
Akuifer Sedimen
b. Sistem Akuifer Sedimen Terlipat atau Terpatahkan Berdasarkan posisinya, Indonesia terletak disepanjang jalur-jalur pertemuan lempeng menyebabkan wilayahnya mengalami kondisi tektonik yang sangat kuat. Kondisi tektonik tersebut memberikan deformasi terhadap satuansatuan geologi yang terendapkan dalam berbagai cekungan-cekungan sedimen yang ada. Deformasi yang diakibatkannya menyebabkan batuan terlipat dan atau terpatahkan. Potensi air tanah di daerah ini umumnya kecil mengingat batuan penyusunnya berupa serpih, napal atau lempung yang bersifat kedap air. Batupasir jika umumnya berupa sisipan dan sangat kompak karena berumur tua dan telah mengalami tektonik kuat, sehingga sedikit kemungkinan lapisan batupasir tua ini dapat bertindak sebagai akuifer yang baik. Pada breksi sedimen, batugamping sekalipun sangat umum dijumpai pada daerah lipatan, apabila penyebarannya cukup luas, dipisahkan menjadi sistem akuifer tersendiri mengingat hidrogeologinya yang spesifik. •
•
•
Akuifer Sedimen Terlipat
(S. Mandel, 1981)
c. Sistem Akuifer Batuan Karbonat/Batugamping (akuifer Karstik) Di negara kita dapat dijumpai sistem akuifer batuan karbonat/ batugamping. Daerah pegunungan yang batuannya terdiri dari batugamping dan memperlihatkan morfologi yang khas berupa kumpulan bukit-bukit membulat serta kehadiran sungai-sungai bawah tanah disebut perbukitan karst. Pada dasarnya, karena merupakan batuan yang kompak, batugamping bersifat impermeabel. Adanya sistem rekahan atau rongga-rongga pelarutan di dalamnya, menyebabkan batugamping dapat bertindak sebagai akuifer yang cukup baik tetapi tinjauan hidrogeologinya berlainan dengan daerah air tanah pada media porous. Penyaluran bawah permukaan umumnya lebih menonjol dibandingkan penyaluran air permukaan, maka jarang sekali ditemukan sungai yang berair terus sepanjang tahun karena air lebih banyak mengalir sebagai aliran bawah permukaan melalui sistem rongga-rongga pelarutan yang bercabang-cabang dan bertingkat-tingkat sesuai dengan sejarah pelarutan batugamping yang akhirnya dapat membentuk suatu jaringan sistem aliran sungai bawah tanah. Seperti terlihat gambar di bawah, batugamping mempunyai sifat yang khas yaitu dapat melarut dalam air sehingga dengan adanya sifat ini porositas pada batugamping berupa porositas sekunder atau rekahan.
Akuifer Sedimen Media Rekahan
(S. Mandel, 1981)
Sistem gua yang saling berhubungan di bawah tanah dan saluran bawah tanah merupakan suatu akuifer karst.
•
•
•
•
•
4. Tipologi Sistem Akuifer Batuan Kristalin dan Metamorf Pegunungan dengan batuan kristalin berupa batuan beku dan metamorf berumur Pra Tersier tersingkap di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Kepulauan Nusa Tenggara, Maluku dan Papua. Di pulau Jawa penyebarannya sangat terbatas, hanya dijumpai di Karangsambung – Kebumen, Jawa Tengah dan di Ciletuh-Sukabumi, Jawa Barat. Di pulau Jawa pada umumnya terdiri dari batuan metamorfosa dan kristalin seperti filit dan sekis, serta batuan beku kristalin. Melihat jenis batuannya, potensi air di daerah ini sangatlah kecil karena sifat batuannya umumnya kompak, padat dan keras sehingga kurang meneruskan air (impermeabel). Morfologi pegunungan Pra-tersier umumnya berbukit cukup terjal, sehingga kecil sekali kesempatan air tanah untuk berakumulasi, dan kecil sekali kemungkinan munculnya mata air, atau jika ada hanya berupa rembesan dengan debit kecil. air tanah dalam jumlah terbatas, berupa air tanah dangkal dapat dijumpai di pegunungan Pra-Tersier pada endapan-endapan kipas lerengnya, atau pada tanah hasil pelapukannya. Dapat pula pada batuan padatnya dengan dikontrol oleh sistem retakan dan rekahan intesif. Sistem keterdapatan air tanah dalam batuan padat yang dikontrol oleh sistem retakan dan rekahan intensif, dapat dikategorikan sebagai sistem akuifer batuan beku untuk zona batuan padat dengan beku sebagai penyusunnya dan zona akuifer batuan metamorf untuk zona batuan padat dengan batuan metamorf sebagai batuan penyusunnya. Tipologi Sistem Akuifer Batuan Kristalin dan Metamorf
5. Tipologi Sistem Akifer Endapan Glasial Kemungkinan keterdapatan endapan glasial di Indonesia, dapat dijumpai di puncak pegunungan Jaya Wijaya, Irian Jaya. Penelitian endapan glasial di wilayah ini masih belumbanyak dilakukan. Endapan ini umum dijumpai di daerah dengan iklim beriklim subtropis-dingin.
4. Tipologi Sistem akuifer untuk wilayah Indonesia, yaitu: Tipologi Sistem akuifer Endapan Gunungapi Tipologi Sistem akuifer Endapan Aluvial Tipologi Sistem akuifer Batuan Sedimen Tipologi Sistem akuifer Batuan Kristalin dan Metamorf. Tipologi Sistem akuifer Endapan Glasial
5. Heterogenitas dan keisotropisan merupakan sifat kehomogenan batuan dan sifat isotropik. Dari keempat gambar pada power point jelaskan perbedaan heterogenitas dan keisotropisannya? Pada Gambar A merupakan ilustrasi suatu akifer yang homogen dan isotropik yang tersusun atas litologi yang sama. Masing-masing memiliki besar butir yang sama (homogen)dan aliran airtanah memiliki kecepatan aliran yang sama ke segala arah. Besaran vektor konduktifitas hirolik horizontal sama dengan vektor berarah vertikal (Kh=Kv) atau disebut isotropik. Contoh : batupasir, dll Pada gambar B merupakan ilustrasi akifer yang homogen dan Anisotropik. Akifer tersebut dicirikan dengan litologi yang sama dengan besar butir relatif sama (homogen).Namun demikian aliran airtanah pada akifer tersebut mempunyai kecepatan aliran yang tidak sama ke berbagai arah. Pada gambar C merupakan ilustrasi akifer yang bersifat heterogen/anisotropik dengan litologi campuran serta memiliki besar butir yang tak seragam. Aliran airtanah pada akifer tersebut memiliki kecepatan aliran yang tidak seragam dimana Kh tidak sama dengan Kv (ansotropik). Contoh Batupasir dengan struktur sedimen graded bedding. Pada gambar D merupakan ilustrasi akifer dengan litologi yang terkekarkan dimana perhitungan kecepatan aliran berbeda dengan kondisi aliran pada media pori (Porus Media). Contoh batugamping, lava, dll.
