Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang
Uji pemompaan (pumping test) adalah untuk suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengetahui kondisi akuifer dan kapasitas jenis sumur dalam, sehingga dapat untuk memilih jenis serta kapasitas pompa yang sesuai yang akan dipasang disumur dalam tersebut.
Data-data yang dicatatat dalam uji pemompaan adalah : a. Muka air tanah awal (pizometrikawal) b. Debit pemompaan c. Penurunan muka air tanah selama pemompaan (draw-down) d. Waktu sejak dimulai pemompaan e. Kenaikan muka air tanah setelah pompa dimatikan f. Waktu setelah pompa dimatikan
I.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari perencanaan pemboran adalah: Praktikan mengetahui kondisi akuifer dan kapasitas jenis sumur dalam Praktikan dapat memilih jenis serta kapasitas pompa yang sesuai untuk dipasang pada sumur. Praktikan dapat mengetahui dan menerapkan metode – metode yang digunakan di dalam uji pemompaan beserta hasil yang dicapai Praktikan mampu melakukan perhitungan pump test pada suatu sumur dengan cara yang baik dan benar. I.3 Alat dan Bahan Lembar kerja Data Uji Pemompaan bertahap step test Diagram log Milimeter blok Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
1
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
Kalkulator Alat Tulis Penggaris
I.4 DASAR TEORI
Dalam suatu pumping test, air di pompa keluar dari suatu sumur pada kecepatan yang di ketahui selama waktu tertentu (beberapa jam atau beberapa hari). Muka air tanah dipantau pada sumur yang dipompa serta pada satu pengamatan atau lebih yang berjarak dekat dengan sumur tersebut. Step test pada dasarnya dilaksanakan setelah pelakasanaan konstruksi sumur dan setelah pembersihan/penyempurnaan sumur atau dengan kata lain tahap akhir dari rangkaian pekerjaan pemboran airtanah. Step test dilakukan dengan cara mengukur penurunan muka airtanah di dalam sumur uji dengan debit pemompaan yang ditambah secara bertahap. Jacob menyatakan bahwa drawdown pada sumur akibat pemompaan terdiri atas dua komponen, yang pertama adalah aquifer loss yaitu drawdown pemompaan disebabkan oleh macam akuifernya (hambatan yang terjadi di dalam aliran pada akuifernya sendiri = BQ) dan yang kedua adalah well loss, yaitu drawdown pemompaan yang disebabkan oleh konstruksi sumur (CQ2). Sumur yang efisien adalah sumur yang memiliki well loss kecil. Bierschenk (dalam Suharyadi) menyatakan bahwa efisiensi sumur itu tergantung besarnya pemompaan yang terdiri atas efisiensi pemompaan (Ep) dan Factor Development (Fd). Besarnya pemompaan yang efisien apabila harga Ep-nya 50%. Coeficient Well Loss (C)
Kondisi Sumur
< 0,5
Baik
0,5 – 1
Mengalami penyumbatan sedikit
1–4
Penyumbatan di beberapa tempat
>4
Sulit dikembalikan seperti semula
Klasifikasi kondisi sumur berdasarkan harga koefisien well loss (Walton, 1970)
Factor Development
Klas
< 0,1
Sangat Baik
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
2
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
0,1 – 0,5
Baik
0,5 – 1
Sedang
>1
Jelek
Klasifikasi sumur berdasarkan factor development (Bierschenk, 1964)
Tes akuifer (atau tes pemompaan) dilakukan untuk mengevaluasi akuifer dengan "merangsang" akuifer melalui konstan memompa , dan mengamati "respons" akuifer itu ( penarikan ) dalam pengamatan sumur . Pengujian akuifer adalah alat umum yang hydrogeologists gunakan untuk mengkarakterisasi sistem akuifer, aquitards dan batas-batas sistem aliran. Sebuah tes siput adalah variasi pada tes akuifer khas di mana perubahan sesaat (kenaikan atau penurunan) dibuat, dan efek diamati dalam sumur yang sama. Hal ini sering digunakan dalam pengaturan atau rekayasa geoteknik untuk mendapatkan perkiraan cepat (menit bukan hari) dari sifat akuifer segera di sekitar sumur. Tes akuifer ditafsirkan dengan menggunakan model analisis aliran akuifer (yang paling mendasar menjadi solusi Theis) untuk mencocokkan data yang diamati di dunia nyata, maka dengan asumsi bahwa parameter dari model ideal berlaku untuk akuifer dunia nyata. Dalam kasus yang lebih kompleks, model numerik dapat digunakan untuk menganalisis hasil tes akuifer, tetapi menambahkan kompleksitas tidak menjamin hasil yang lebih baik (lihat parsimoni). Pengujian akuifer berbeda dari pengujian baik dalam perilaku baik terutama perhatian dalam terakhir, sedangkan karakteristik akifer yang diukur di bekas. Pengujian akuifer juga sering menggunakan satu atau lebih sumur pemantauan , atau Piezometers ("titik" sumur observasi). Pemantauan dengan baik hanyalah sebuah sumur yang tidak dipompa (tapi digunakan untuk memantau kepala hidrolikdalam akuifer ). Biasanya pemantauan dan pemompaan sumur disaring di akuifer yang sama Tujuan dari pumping test adalah untuk menginvestigasi seberapa mudah air di akuifer mengalir ke dalam sumur. Menginvestigasi sifat-sifat hidrolik dari akuifer sehingga didapatkan daya pemompaan yang efisien sesuai dengan kemampuan sumur. Teori mengatakan akuifer diasumsikan homogen dan isotrop, padahal sebenarnya tidak. Cara kerjanya adalah dengan memompa sumur dengan kekuatan pemompaan yang telah diatur sedemikian rupa dan melihat efek pemompaan tersebut terhadap ketinggian air, baik di sumur pompa maupun pada sumur observasi. Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
3
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
Idealnya, diperlukan dua sumur observasi ketika melakukan pumping test. Kedua sumur ini sebaiknya terletak dengan jarak yang berbeda dari sumur yang dipompa, serta dalam arah yang berbeda diantara keduanya. Sumur observasi yang paling dekat posisinya dari sumur pompa digunakan untuk mengatahui kondisi yang terjadi di dekat sumur pompa. Sementara sumur observasi yang terletak lebih jauh digunakan untuk mengatahui sejauh mana kerucut depresi akibat pemompaan terbentuk. Penting juga untuk mengetahui arah aliran air tanah, karena akan mempengaruhi kerucut depresi yang terbentuk. Efek penyusutan akan terdeteksi lebih jauh pada sumur yang terletak di gradient aliran air tanah yang lebih tinggi posisinya. Untuk melaksanakan pumping test yang bisa memberikan data kondisi akuifer dengan baik, perlu ditentukan daya pemompaan yang sesuai. Jika daya sedot pompa yang dilakukan terlalu kecil, kerucut depresi yang terbentuk akan terlalu kecil untuk dapat terdeteksi. Sebaliknya jika daya sedot pompa terlalu besar, maka air di sumur akan susut dengan sangat cepat sehingga mungkin akan mengakibatkan tinggi muka air tanah disumur setara dengan kedalaman pompa yang seharusnya terendam air. Pada pengujian sumur kali ini, menggunakan metode step-drawdown test. Stepdrawdown test adalah test pada sumur tunggal dengan menyedot sumur dengan daya sedot yang berbeda-beda dalam interval waktu yang tetap. Pertama-tama sumur disedot dengan daya sedot yang rendah, hingga mencapai penyusutan yang stabil. Selanjutnya daya sedot ditingkatkan dan sumur di pompa dalam interval waktu yang sama dengan sebelumnya, hingga mencapai stabil lagi.
Secara umum pekerjaan ini terdiri dari:
1. Introduction Test Test ini dilakukan sebagai pendahuluan untuk melihat potensi akuifer yang sesungguhnya, dengan debit pemompaan yang terturap diusahakan maksimal (Q = 100 % potensi akuifer), dengan lama pemompaan disesuaikan dengan rencana.
2. Step Test Uji bertahap ini umumnya dilakukan dalam 4 tahap dengan masing debit pemompaan (Q1 = 25 %, Q2 = 50 %, Q3 = 75 %, Q4 = 100 %) dan lama masing-masing pemompaan disesuaikan dengan rencana. Dari data tersebut kita bisa mementukan well lost coefficient
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
4
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
dan aquifer lost coefficient, sehingga kita bisa menentukan efisiensi pemompaan sumur yang sebenarnya serta debit air bawah tanah yang terturap pada saat dilakukan produksi.
3. Long Test Uji ini dilakukan secara menerus dengan debit pemompaan (Q = 75 %) sampai diperoleh angka penurunan yang stabil. Bila sudah diperoleh angka yang stabil penurunannya, maka bisa dihitung besarnya potensi air bawah tanah yang sebenarnya pada area atau kawasan tersebut.
4. Recovery Test Tes ini dilakukan dengan maksud untuk mengetahui besarnya derajat pemulihan air bawah tanah setelah dilakukan penurapan. Semakin cepat derajat pemulihan berarti semakin besar potensi air bawah tanahnya.
Beberapa keuntungan dan kerugian dari pumping test 1. Bersifat mengekstraksi air keluar dari akuifer daripada slug test (tidak
dilakukan dalam
praktek ini sehubungan keterbatasan sarana sumur bor). 2. Sangat baik untuk mengidentifikasi karakter akuifer yang berdekatan. 3. Mengukur karakter dalam skala besar keheterogenan dan anisotropi. 4. Lebih realistik tentang respon akuifer terhadap pemompaan. 5. Memerlukan waktu yang panjang, pompa, dan sumur pengamatan. 6. Sedikit kurang baik untuk lapisan akuitard.
Perencanaan suatu pumping test Studi geologi; mengetahui benar kondisi geologi bawah permukaan. Pengetahuan geologi dapat mengacu pada geologi regional, data geofisik, data geologi lokal, data topografi atau singkapan-singkapan. Menggunakan netoda analitik; misalnya metoda Theis, Jacob dsb.
Pengukuran dalam persiapan pumping test 1. Mengukur diameter sumur Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
5
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
2. Mengukur muka airtanah awal dan kedalaman dasar sumur sehingga diketahui tabal basah 3. Mendisain sumur pengamatan (ukurlah seperti pada sumur yang dipompa dan jaraknya). 4. Jarak sumur pengamatan diusahakan pengamatan diusahakan sedekat mungkin. Langkah pumping test. 5. Pemompaan diusahakan dengan kecepatan yang kecil dahulu dinaikan bila muka air tidak berubak dan seteruanya. 6. Diusahakan air yang dipompa tidak diresapkan lagi ke sekitar sumur yang memungkinkan mempengaruhi air dalam sumur. 7. Mengukur muka air pada sumur pompa dan sumur pengamatan secara bersama-sama berdasarkan perubahan muka air yang berarti. Bila perubahan muka air relatif kecil saat dipompa, waktu pengamatan dapat dinaikan. Misal pada tahap awal setiap 0,5 menit bila perubahan tak berarti naikan 1 menit beberapa kali dan seterusnya. 8. Bila muka airtanah tidak berubah terhadap waktu selama dipompa maka kondisi demikian disebut stready state dan pemompaan dihentikan. Dalam Recovery test, waktu pengukuran muka airtanah dari mulai 0,5 menit dan seterusnya dinaikan waktu pengamatan bila muka airtanah berubah sangat kecil. Pengolahan data Seluruh data dapat diolah dengan metode logans dan Jacob (bila perlu dengan metode lainnya khusus untuk akuifer tak tertekan). Pengujian Pompa Sumur o pompa submersible listrik o pompa angkat udara o hidrogeologi juga desain o packer pengujian pengujian akuifer o steady-state analisis o pengujian slug Metode analisis o Metode jacob o Metode Logans
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
6
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
BAB II PEMBAHASAN Pengujian sumur dilakukan dengan step test dimana uji sumur dilakukan setelah pembuatan konstruksi sumur dan setelah pembersihan / penyempurnaan sumur atau dengan kata lain tahap akhir dari rangkaian pekerjaan pemboran air tanah. Step test dilakukan dengan cara mengukur penurunan muka air tanah (S) dan S’, di dalam sumur uji dengan debit pemompaan yang ditambah secara bertahap. ( data – data yang digunakan dalam step test kali terlampir )
II.1 Metode I (Metode Jacob)
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam metode Jacob yaitu : 1. Membuat grafik hubungan t (waktu pemompaan) terhadap s (drawdown) 2. Dari grafik tersebut mencari harga Sw (Total penurunan muka airtanah) dan ∆S (tambahan penurunan muka airtanah). (Grafik terlampir) 3. Membuat table berdasar nilai Q, ∆S, Sw, dan Sw/Q , ( data tabel terlampir ) 4. Mencari nilai C (koefisien well loss) dan nilai B (koefisien aquifer loss) dengan membuat kurva Sw/Q vs Q. (Kurva terlampir) 5. Menghitung harga BQ (hambatan di dalam akuifer) dan CQ2 (drawdown yang disebabkan konstruksi sumur) 6. Menentukan harga Sw (Sw = BQ + CQ2) 7. Menentukan nilai Efisiensi Pemompaan dengan rumus Ep = (BQ/Sw) x 100 % 8. Menentukan nilai factor development dengan rumus Fd = C/B, ( data tabel terlampir )
Berdasarkan klasifikasi kondisi sumur berdasarkan harga koefisien well loss (Walton, 1970), sumur ini dalam keadaan Baik. Berdasarkan Klasifikasi sumur berdasarkan factor development (Bierschenk, 1964), sumur ini memiliki kualitas Baik.
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
7
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
II.2 Metode II Metode ini dilakukan dengan membandingkan tiap kapasitas jenis (Q/Sw) pada setiap step pemboran. Apabila harga mendekati kesamaan dengan perbedaan < 1, maka konstruksi sumur sempurna. ( perhitungan dan tabel terlampir ) Berdasarkan perbandingan dari tiap step, konstruksi sumur ini sempurna
II.3 Metode 3 (Metode Logans) 1. Membuat kurva Ep vs Q untuk mencari Q optimum. (kurva terlampir) 2. Menentukan Q optimum dengan cara menarik garis dari titik 50 searah dengan absis hingga memotong garis berat lalu menarik garis tegak lurus absis untuk membaca nilai Q optimum. 3. Menentukan harga Sw dengan rumus Sw = Q(optimum) x 50 4. Mencari nilai T (keterusan) dengan rumus
=
m2/hari
5. Mencari nilai D (tebal) dengan membuat kurva Q vs BQ dan Q vs CQ2. (kurva terlampir) 6. Menghitung nilai k (permeabilitas) dengan rumus k = T/D
( Data dan perhitungan terlampir ) Dari hasil perhitungan dan pengeplotan pada kurva didapatkan nilai K = 3,513 , dengan litologi Sandstone, medium-grained .
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
8
Laboratorium Hidrogeologi dan Geologi Teknik 2013
BAB III KESIMPULAN Step test pada dasarnya bertujuan untuk menentukan parameter hidrolik akuifer maupun sumur, mengetahui kesempurnaan konstruksi sumur, menentukan besaran kapasitas jenis sumur, serta efisiensi sumur. Dengan menggunakan metode Jacob, Parameter hidroliknya berupa koefisien aquifer loss (B dan harga dari koefisien well loss (C) ;dan berdasarkan klasifikasi kondisi sumur berdasarkan harga koefisien well loss (Walton, 1970), sumur ini dalam keadaan Baik. Sedangkan berdasarkan klasifikasi sumur berdasarkan factor development (Bierschenk, 1964), sumur ini memiliki kualitas Baik. Hal ini berarti sumur ini memiliki efisiensi sumur yang baik. Dengan menggunakan metode II kita dapat mengetahui kesempurnaan konstruksi sumur, nilai perbandingan dari kapasitas jenis tiap sumur adalah Karena perbandingan tiap step < 1, maka dapat dinyatakan sumur ini memiliki konstruksi yang sempurna. Harga permeabilitas sumur yaitu 3,513 mD, harga tersebut didapat dengan menggunakan metode Logans dan merupakan salah satu parameter hidrolik. Dan didapatkan litologi Sandstone, medium-grained .
Nama : Peridotit Boy Sule Torry NIM : 111.110.093 Plug : 8
9