LAPORAN PRAKTIKUM HIDROGEOLOGI PERTEMUAN PERTEMUAN KE – 1
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN FAKULT FAKULTAS AS SAINS DAN TEKNOLOGI TEK NOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2016
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
ACARA 1 IMPLEMENTASI HUKUM DARCY 1.1 Tuju! P"!"#$%$! Tujuan praktikum kali ini adalah, sebagai berikut : 1) Untuk menggambarkan perkolasi fluida berdasarkan 3 masing-masing tipe material/ formasi pembawa air (aquifer, aqiqlud serta aquitard ) !) Untuk menentukan konduktifitas hidrolik/ permeability (") 3) Untuk menentukan ke#epatan aliran fluida / velocity ($) %) Untuk menentukan debit aliran fluida (area discharge) (&) 1.2 A#% &! B'! 'lat : 1) ipa paralon 1* #m (1,m) ukuran 1 inch +ang telah di ran#ang seperti gambar di bawah (note : memenuhi kaidah parameter hidrolik) !) elas ukur (tempat discharge air) 3) 'ir / recharge water. %) "ertas pengamatan
ahan : 1) !) 3) %)
.aterial rael .aterial 0and .aterial 0ilt .aterial la+
2ote : 1) arameter ukuran butir lihat skala menworth !) erat material +ang dibawa +ang dibawa disesuaikan dengan per#oban (memenuhi kriteria gambar di bawah) 1.( D)* T"+*$
enr+ hilibert aspard 4ar#+ (1* 5uni 16*3 - 3 5anuari 166) adalah seorang insin+ur eran#is +ang memberikan kontribusi penting dalam beberapa teori hidrolika 4ia dilahirkan di 4ijon, eran#is .eskipun a+ahn+a meninggal pada tahun 1617 ketika ia berusia 1%, ibun+a bisa meminjam uang untuk memba+ar bia+a sekolahn+a ada 16!1 ia masuk di Ecole Polytechnique di aris, dan dua tahun kemudian dipindahkan ke Ecole des Ponts et Chaussees, +ang akhirn+a membawa dia bekerja pada 4epartemen jembatan dan jalan ada tahun 168
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
dia mempublikasikan hasil
1
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
per#obaann+a di laboratorium tentang aliran air melalui media berpori +aitu pasir asil per#obaann+a berupa hukum empiris +ang disebut ukum 4ar#+ enemuan hukum ini sekaligus dapat dianggap sebagai kelahiran dari ilmu hidrologi
ukum 4ar#+ : 5umlah olume fluida +ang mengalir dalam suatu akuifer adalah hasil kali antar ke#epatan dan luas penampang +ang di aliri fluida tersebut 9umus umum : & ' 9umus turunan : dh/dl i & - "'hl/; & - "'dh/dl
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
2
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
$ &/' - " dh/dl 4imana : & : debit aliran : ke#epatan 4ar#+ atau spe#ifi# dis#harge " : konduktiitas hidrolik ( ketetapan ) < : landaian hidrolik ' : luas penampang 1., P*+)"&u* K"*j 1) 4ipersiapkan alat = alat praktikum +ang akan digunakan !) 4ipotong pipa 3 in#h dengan panjang 1* #m 3) 4ilubangi tutup pipa 3 in#h dengan ukuran > in#h %) 4iambil pipa > in#h kemudian potong dengan ! buah panjang #m dan ! ) 4iambil pipa ; seban+ak 3 buah kemudian sambung setiap ujung pipa #m dan hubungkan lagi dengan pipa 1 #m 8) 4iambil pipa ; seban+ak 3 buah kemudian sambung setiap ujung pipa #m dan hubungkan lagi dengan pipa 1 #m 7) 4isambung pipa > in#h ke tutup pipa 3 in#h dia setiap ujungn+a kemudian lem 6) 4isambung pipa > in#h ke tutup pipa 3 in#h dia setiap ujungn+a kemudian lem ?) 4isetelah tersambung tutup pipa 3 in#h dengan pipa #m dan 1 #m kemudian pilih salah satu pasang sisa pipa ; +ang tidak digunakan 1*) 4ibuatlah pen+angga ka+u hingga pipa terangkat dengan sampai sudut 3* o 11) 4isetelah tersambung tutup pipa 3 in#h dengan pipa #m dan 1 #m kemudian pilih salah satu pasang sisa pipa ; +ang tidak digunakan 1!) 4ibuatlah pen+angga ka+u hingga pipa terangkat dengan sampai sudut 3* o 13) 4ikemudian lubangi pipa 3 in#h pada setiap ujungn+a dengan jarak !* #m 1%) 4ilem pipa tersebut dengan dengan pipa 3 in#h +ang panjang dengan ukuran 1 #m 1) 4isetelah dirangkai kemudian isi pipa tersebut dengan kerikil 18) 4ihitung h1, h!, △h, L, v, Q !" K 17) 4iulangi per#obaan dengan material pasir, lanau dan lempung 1.- H)$# 1. P"*/+! M%"*$# G*"#
1 ! 3 % 8 7 6
5enis .aterial Head Loss/ertical !rop hi (h1-h!) anjang 'liran/ "low !istance ; 2ilai ;andai idrolika i hi/; ;uas enampang ' & (4ebit) " ("onduktiitas idroulik) $ (elocity)
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
: .aterial rael : *,3? m : 11 m : *,3? : %,? @ 1* -% m! : ?,*? @ 1* -8 m3/s : , @ 1* -3 : *,**1?7 m/s
#
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
Tabel 1 Aaktu dan $olume 'ir er#obaan 1 Aaktu (sekon) * 66
$olume (m3) 3 @ 1* -3 *,6 @ 1* -3
2. P"*/+! M%"*$# S!&
1 ! 3 % 8 7 6
5enis .aterial : .aterial 0and Head Loss/ertical !rop hi (h1-h!) : *,3 m anjang 'liran/ "low !istance ; : 11 m 2ilai ;andai idrolika i hi/; : *,3!! ;uas enampang ' : %,? @ 1* -% m! & (4ebit) : %,73 @ 1* -7 m3/s " ("onduktiitas idroulik) : *,3! @ 1* -3 m/s $ (elocity) : *,***1*3 m/s Tabel ! Aaktu dan $olume 'ir er#obaan ! Aaktu (sekon) * 1*6
$olume (m3) 8 @ 1* -3 *, @ 1* -3
(. P"*/+! M%"*$# S$#%
1 ! 3 % 8 ? 7
5enis .aterial : .aterial 0ilt Head Loss/ertical !rop hi (h1-h!) : *,%7 m anjang 'liran/ "low !istance ; : 11 m 2ilai ;andai idrolika i hi/; : *,%!7 ;uas enampang ' : %,? @ 1* -% m! & (4ebit) : !,!1 @ 1* -7 m3/s " ("onduktiitas idroulik) : *,11 @ 1* -3 m/s $ (elocity) : *,****%3? m/s Tabel 3 Aaktu dan $olume 'ir er#obaan 3 Aaktu (sekon) * !!8
$olume (m3) ,7 @ 1* -3 *,* @ 1* -3
,. P"*/+! %"*$# #"3u!4
1 5enis .aterial ! Head Loss/ertical !rop hi (h1-h!)
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
: ;empung : 3 #m *,3 m
4
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
3 % 8 7 6 ?
anjang 'liran/ "low !istance ; 2ilai ;andai idrolika i hi/; ;uas enampang ' & (4ebit) " ("onduktiitas idroulik) $ (elocity)
: 1** #m 1 m : *,3 m : %,6 @ 1* -% m! : 1,1 @ 1* -% m3/s : 1,*%@ 1* -% B m/s : 3,33 @ 1*-% m/s
Tabel 1 Aaktu dan $olume 'ir er#obaan 1 $olume (m3) 8 !,3 @ 1* -3
Aaktu (s) * 116 1.6 A!#$)$) D% P"*/+! 1 5G*"#7"*$7$#
$awal 3 ; ; 11* #m 1,1 m 1 * #m C 7? #m 7? #m *,7? m ! 18, C !3 #m 3?, #m *,3? m
△h 1 - ! *,7? m - *,3? m *,3? m $akhir 6** ml *,6 @ 1* -3 m3 t 1 menit !6 sekon 66 s
&
V t
"
Q.μL A . △ h
0,00008 88
?,*? @ 1* -8 m3/s
0,00000909 . μ .1,1 0,004559.0,395
0,000009999 μ
0,001801
*, @ 1* -!
B m/s $ k < *,8 @ 1* -! mD/s *,3?
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
$
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
*,!*1 @ 1* -! m/s
P"*/+! 2 5P)$*)!&
$awal 8 ; ; 11* #m 1,1 m 1 , #m C 7? #m 6%, #m *,6% m ! !8 #m C !3 #m %? #m *,%? m
△h 1 - ! *,6% m - *,%? m *,3 m $akhir ** ml *, @ 1* -3 m3 t 17 menit 36 sekon 1*6 s
&
V t
"
Q.μL A . △ h
0,0005 1058
%,73 @ 1* -7 m3/s 0,005203 μ
0,000000473 . μ .1,1 0,004559.0,355
16,18
*,3! @ 1* -3 B
m/s $ k < *,3! @ 1* -3 mD/s *,3!3 *,1*3 @ 1* -3 m/s
P"*/+! ( 5#!u)$#%
$awal ,7 ; ; 11* #m 1,1 m 1 8 #m C 7? #m 6 #m *,6 m
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
%
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
! 1 #m C !3 #m 36 #m *,36 m
△h 1 - ! *,6 m - *,36 m *,%7 m $akhir * ml *,* @ 1* -3 m3 t 3 menit %8 sekon !!8 s
&
V t
"
Q.μL A . △ h
0,00005
!,!1 @ 1* -7 m3/s
226
0,000000221 . μ .1,1
0,004559.0,47
0,002431 μ
21,43
*,11 @ 1* -3 B
m/ P"*/+! , 5#"3u!4 /#8
$awal 8 ; ; 1** #m 1 m 1 8 #m C 7? #m 6 #m *,6 m ! 1 #m C !3 #m 36 #m *, m
△h 1 - ! *,6 m - *,36 m *,3! m $akhir !,3 ; !,3 @ 1* -3 t 116 s
&
"
V t
Q.μL A . △ h
0,00000015 1518
1,1 @ 1* -% m3/s
15,15 x 10 −4 μ .1,1 0,004559 .0,47
0,002431 μ
21,43
1,*%@ 1*-% B
m/s
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
&
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
1.9 P"')!
ada praktikum pertama hidrogeologi +ang berjudul implementasi hukum dar#+ +ang bertujuan agar semua praktikan dapat memahami sebagaimana analogi proses hidrologi +ang terjadi di bawah permukaan tanah dengan menggunakan alat +ang berupa pipa lengkap dengan alat-alat +ang lain serta bahan-bahan material 4alam hal ini pratikan menggunakan % jenis material +aitu kerikil (grael), pasir ( sand ), lanau (silt) dan lempung (clay) 4alam per#obaan pertama dengan material kerikil ( gravel# +ang merupakan analogi aquifer +ang berada di alam +ang memiliki kemampuan men+impan dan meloloskan +ang baik di dalam per#obaan +ang di lakukan oleh praktikan dengan jumlah materialn+a hingga 1 karung ke#il +ang telah di bersihkan dan di padatkan ke dalam pipa uji, dengan olume air pertama seban+ak 3 liter dan dengan waktu 66 detik air dapat lolos melalui material ke dalam gelas ukur sebagai parameter jumlah air, han+a saja olume akhir air jauh berkurang +aitu sekitar 6**ml 4an dapat simpulkan bahwa kerikil memiliki porositas dan permeabilitas +ang baik ada material per#obaan kedua +aitu digunakan oleh praktikan +aitu material pasir +ang telah di bersihkan, dalam teori disebutkan bahwa pasir merupakan analogi dari akuifer +ang mampu men+impan dan meloloskan air dengan baik dan dibandingkan dengan praktikum +ang di lakukan oleh praktikan dengan langkah awal material dimasukkan ke dalam pipa uji dan di padatkan 4engan olume awal air seban+ak 8 liter, berbeda hal dengan kerikil +ang han+a dengan hitungan detik telah mampu meloloskan air, untuk pasir dibutuhkan waktu sekitar 17 menit 36 detik atau setara dengan 1*6 sekon dan han+a mampu meloloskan air seban+ak **ml saja Eang mana material pasir dapat disimpulkan memiliki porositas dan permeabilitas +ang #ukup baik 4an pada material ketiga +ang mana digunakan oleh praktikan +aitu tanah lanau +ang telah dibersihkan dan dikeringkan sebelum melakukan praktikum .aterial dimasukkan dan di padatkan ke dalam pipa uji Untuk olume air awal +ang digunakan pada tanah lanau lebih ban+ak +aitu 7 ; dan han+a
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
'
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
mampu meloloskan air seban+ak *ml dalam waktu !!8 sekon, serta material terakhir +ang digunakan +aitu material lempung dengan olume awal air seban+ak 8 ; dapat meloloskan air seban+ak !,3 liter dalam kurun waktu 116 sekon 4alam teori material lempung memiliki permeabilitas buruk namun memiliki kemampuan men+impan air +ang besar dengan kata lain bahwa material aFuiFlud 2amun pada hasil +ang di dapatkan pada praktikum !,3 liter +ang berkemungkinan besar mengalami loose material +ang tidak bekerja sebagaimana mestin+a 4an pada praktikum implementasi hukum dar#+ ini, kajian utama +ang dibahas adalah untuk menentukan nilai konduktiitas hidrolik setelah dilakukan per#obaan ketiga jenis material ini, maka diperoleh nilai konduktiitasn+a sebagai berikut : 5enis .aterial .aterial grael .aterial sand .aterial #la+
2ilai "onduktiitas idrolik , @ 1*-3 B m/s *,3! @ 1*-3 B m/s 3,33 @ 1*-% B m/s
.aterial silt *,11 @ 1*-3 B m/s Tabel % 2ilai konduktiitas hidrolik material berdasarkan per#obaan "onduktiitas hidrolika sebuah material merupakan kemampuan material untuk melewatkan air "emampuan ini berlaku pada dua kondisi +aitu pada saat semua pori-pori terisi oleh air (jenuh) dan pada kondisi ketika han+a sebagian dari pori-pori +ang terisi oleh air (tanah tak jenuh) dalam hal ini laju konduktiitas tanah jenuh ("-sat) selalu lebih tinggi dari lajju konduktiitas hidrolika tanah tak jenuh ("-unsat), hal ini disebabkan oleh dua faktor +aitu : pada tanah jenuh pengaruh ga+a graitasi jauh lebih dominant dibandingkan pada tanah tak jenuh dan ukuran pori-pori sebagai media "-sat j auh lebih besar dari ukuran pori-pori "onduktiitas hidrolik ini erat kaitann+a dengan permeabilitas material pada praktikum ini 0emakin besar nilai konduktiitas materialn+a maka dapat kita simpulkan bahwa permeabilitas materialn+a pun semakin baik pula 4ari
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
(
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
per#aobaan di atas, dapat kita lihat bahwa, grael #enderung memiliki konduktiitas hidrolik +ang lebih besar dibandingkan material lainn+a, hal ini dapat disimpulkan bahwa grael memiliki permeabilitas +ang tinggi, 1.: K")$3u#!
erdasarkan praktikum di atas, maka dapat disimpulkan bahwa : 1 Untuk menggambarkan perkolasi fluida berdasarkan tiga masing-masing tipe material/formasi pembawa air (aquifer, aqiqlud serta aquitard ) dapat dilakukan dengan melakukan praktikum implementasi hukum dar#+ ! Untuk menentukan konduktiitas hidrolik/permeabilit+ (") gunakan rumus " &/i' 3 Untuk menentukan ke#epatan aliran fluida / elo#it+ ($) dapat menggunakan rumus "i % Untuk menentukan debit aliran fluida ( area dis#harge ) (&) dapat dilakukan dengan menghitung olume air +ang berhasil diloloskan oleh material dibagi terhadapt waktu +ang dibutuhkan air untuk mengalir ke tempat terendah
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
10
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
DAFTAR PUSTAKA 'nonim !*1* 'plikasi hukum dar#+ pada material pasir Uniersitas assanudin .akasar 'sdak, ha+ !**7 idrologi dan engelolaan 4aerah 'liran 0ungai aja h .ada Unier#it+ press Eog+akarta 4armans+ah,'dang !**% antaran idrolik 5enuh Tanah 0ebagai 'kibat erbagai ola engelolaan ;ahan
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
11
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
LAMPIRAN
)!m*!+ 1 P-p! ./-
)!m*!+ 2 P-p! ke-l
)!m*!+ #
)!m*!+ 4 Pe"!"! !l!3
)!m*!+ $ Al!3 !pl-k!- h.k.m !+
)!m*!+ % Em*e+ !" !."
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
12
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
)!m*!+ & )el! .k.+
)!m*!+ ' 5o+o"
)!m*!+ ( M!3e+-!l !"
)!m*!+ 10 M!3e+-!l +!vel
)!m*!+ 11 Pe".k.+!" vol.me !6!l
)!m*!+ 12 Pem!!3!" m!3e+-!l
)!m*!+ 1# Pe".k.+!" 71
)!m*!+ 14 Me"!l-+- !l-+
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
1#
LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016
!" 72
MELSYA PUTRI ANUM F1D114024 Kelompok 2
el!m p-p!
14