EVALUASI AKUIFER

6.1 Penentuan Hydraulic Konduktivitas (K)

Konduktivitas hidrolik (K) mewakili kemampuan air untuk bergerak melalui akuifer

dari kelolosan air tertentu. Hal ini dapat diperkirakan dari log litologi (ukuran butir),

laboratorium pengukuran dan tes akuifer. laboratorium dan metode lapangan berguna untuk

menentukan konduktivitas hidrolik. Namun, nilai-nilai yang diperoleh di laboratorium

berlaku untuk situasi skala kecil dan mungkin tidak mewakili sifat sebagian besar akuifer. Itu

nilai tes akuifer adalah bahwa mereka mengukur bahan kurang terganggu.

Butir Ukuran

Konduktivitas hidrolik (K) untuk deposito dikonsolidasi dapat diperkirakan dari log lubang bor uji dan

stek. Nilai K yang ditugaskan untuk ukuran butir untuk material seperti yang ditunjukkan dalam table

berikut dan kemudian dikalikan dengan ketebalan satuan litologi (Lohman, 1972).

Size K (ft/day)

Kerikil 900

Pasir Kasar 200

Pasir Sedang 100

Pasir Baik 15

Pengukuran Laboratorium

Laboratorium penentuan dari inti batu konsolidasi seperti pasir semen dapat

digunakan untuk memperkirakan konduktivitas hidrolik. Sampel terganggu dilarutkan stek

tidak dikonsolidasi tersebut adalah tidak mewakili kondisi lapangan dan tidak boleh

digunakan untuk laboratorium pengukuran. Adalah penting bahwa air formasi digunakan

untuk tes laboratorium. Uji laboratorium hanya mewakili sebagian kecil daerah akuifer.

Sebuah tes akuifer, di sisi lain, mengintegrasikan banyak wilayah yang lebih luas.

6.2 Desain Pengujian akuifer *

Tujuan dari tes akuifer adalah untuk mengidentifikasi kelayakan kinerja akuifer untuk

memperkirakan kemampuan produksi dan untuk memperkirakan kemampuan kesediaan

akuifer. Keakuratan estimasi dari karakteristik hidrolik akuifer tergantung pada data yang

handal dari tes akuifer. Pengujian akuifer dilakukan dengan sumur yang ada atau sumur bor.

* Bagian ini merupakan kontribusi dari sebagian pemikiran oleh J. Joel Carrillo-Rivera,

profesor di Instituto de la Geograffa Universidad de Autonama Meksiko dan presiden bab

Meksiko dari Asosiasi Internasional dari Hidrogeologi.

Tes dilakukan dengan mengukur aliran air tanah dan mengamati perubahan tinggi

muka air dalam sumur observasi. Panduan ASTM standar untuk tes akuifer adalah sebagai

berikut:

• Standar panduan untuk pemilihan metode uji akuifer (ASTM 1991, D 4043).

• Standar praktik untuk desain dan instalasi sumur pemantauan di akuifer (ASTM 1990, D

5092).

• Standar panduan untuk pengambilan sampel pemantauan air tanah sumur (ASTM 1985,D

4448).

Pemahaman tentang hidrogeologi bawah permukaan sangat penting dalam

merencanakan uji akuifer. Berikut ini adalah daftar hidrologi dan geologi kondisi yang

diperlukan untuk tes akuifer yang sukses:

• Kondisi hidrogeologi tidak harus mengubah jarak pendek.

• Tidak ada pemakaian baik atau sungai harus di dekatnya.

• Air Discharge tidak harus kembali ke aquifer.

• Pemompaan juga harus diselesaikan sampai ke bagian bawah akuifer dan harus disaring

atau berlubang melalui seluruh ketebalan akuifer.

• Pengamatan sumur (minimal 3 kali). Salah satunya harus disaring di tengah akuifer, dan

satu harus ditempatkan di luar area pengaruh kerucut depresi.

• Lokasi pengamatan sumur harus didasarkan pada karakter akuifer.

• Sebelum memompa tingkat tinggi muka air harus ditentukan.

Syarat untuk mendapatkan kondisi terbaik dalam pengukuran lapangan untuk uji

akuifer sebagai berikut:

• Tingkat keakuratan pengukuran harus dilakukan selama memompa dan pemulihan.

• Pemompaan juga harus dikembangkan secara memadai sebelum menguji (beberapa jam

memompa dan bergelombang).

• Sumber daya diandalkan harus tersedia untuk memberikan tingkat pemompaan konstan.

• Sebuah ukuran yang mampu membaca debit sesaat dan kumulatif aliran yang harus tersedia.

• Konduktansi listrik, Eh, pH, DO, dan suhu pengukuran harus dilakukan.

• Tingkat air harus diukur beberapa jam sebelum tes dimulai.

• Tingkat pemompaan harus dipertahankan pada toleransi 5%. Sebuah tingkat pemompaan

yang optimal

adalah 50% dari hasil maksimum.

• Air-tingkat pengukuran harus dilakukan dengan sehat listrik atau transduser tekanan.

• Debit air harus dihapus dari situs.

• Observasi sumur harus diuji dengan menyuntikkan volume yang diketahui air dan

mengukur respon pemulihan.

• Baseline perubahan tingkat air regional, perubahan tekanan udara, dan aktivitas lokal harus

ditetapkan.

• Pemompaan litologi dengan baik dan data konstruksi harus dilakukan.

6.3. Jenis Tes

Tes Kapasitas Spesifik

Sebuah ekspresi produktivitas sebuah sumur bisa ditentukan dengan sebuah

test kapasitas spesifik. Dalam test ini, rate pompa dan perubahan level air dimonitor

untuk sejumlah periode waktu (gambar 6.1). Langkah pertama dalam test ini adalah

mengukur level air awal dalam sumur. Biasanya, sumur dipompa pada beberapa rate

yang meningkat secara suksesif untuk periode yang seragam (biasanya satu jam)

untuk membangun sebuah rate yang bisa dijaga untuk pemompaan dalam waktu

lama. Sumur dipompa ada rate steady, dan perubahan level air dimonitor pada

sumur yang dipompa ini.

Level air juga harus dimonitor minimal dalam satu sumur observasi 6 sampai

65 kaki dari sumur yang dipompa. Level air pertama turun cepat ketika air

dipindahkan dari sumur ini, kemudian lebih pelan ketika rate aliran ke sumur

mendekati rate pemompaan. Rasio discharge (Q) terhadap perubahan level air

(drawdown, dd) memberi kapasitas spesifik sumur, atau Sc = Q/dd (gambar 6.2).

Misalkan, jika rate discharge adalah 100 gal/menit (6 L/s) dan drawdown adalah 10

ft (3 m), kapasitas spesifik sumur ini adalah 10 gal/menit per kaki (2 L/s per meter)

dari drawdown. Ketika kapasitas spesifik dan jumlah drawdon yang ada diketahui,

hasil dari sumur ini bisa ditentukan dari formula Q = Sc x dd.

Pompa harus diset cukup dalam sehingga level air tidak di bawah intake

pompa. Dalam pompa juga harus cukup untuk memungkinkan drawdown yang

disebabkan oleh pemompaan dan untuk penurunan alami dalam level air selama

periode kekeringan.

Test step drawdown

Test step drawdown mengevaluasi performa sumur. Performa sumur dipengaruhi

oleh resistansi terhadap aliran dalam aquifer itu sendiri, penetrasi parsial dari screen

sumur, pemindahan tidak lengkap dari Lumpur pengeboran atau invasi partikel kecil,

atau pengeblokan bagian area screen. Sumur harus dikembangkan sebelum

pengetesan menggunakan surge block dan /atau pemompaan sampai discharge sumur

jelas. Dalam test ini sumur dipompa pada beberapa rate pemompaan yang lebih

tinggi dan drawdown untuk setiap rate yang direkam. Test ini dilakukan biasanya

selama satu hari. Discharge dijaga konstan melalui setiap step. Test ini mengukur

perubahan dalam kapasitas spesifik. Data ini memberikan sebuah dasar untuk

pemilihan ukuran pompa dan rate untuk test acquifer dan untuk produksi jangka

panjang.

Uji slug

Dalam sebuah uji slug, volume kecil air dipindahkan dari air (atau volume

kecil ditambahkan) dan pengukuran dibuat dari recovery level air. Dari time-

drawdown atau data recovery, transmisivitas aquifer bisa ditentukan. Kekurangan uji

ini adalah bahwa sebuah data logger dibutuhkan untuk mengukur perubahan dan ini

merepresentasikan hanya volume kecil aquifer. Metode Bower dan Rice (1976)

adalah untuk kondisi terbatas. Keuntungan test ini, dibandingkan test aquifer dengan

sumur observasi, adalah reduksi biaya dan waktu. Kekuranganya adalah koefisien

penyimpanan tidak ditentukan dan hanya sedikit volume aquifer yang dikenakan

sampling. Banyak faktor memberikan kontribusi pada error dalam uji slug, seperti

udara yang terjebak, penetrasi parsial, joint bocor dan radius pengaruh test ini.

6.4. Analisis data test aquifer

Persamaan Theis

Persamaan Theis (Theis, 1935) digunakan untuk menentukan karakteristik

hidrolik dari aquifer. Dalam test ini, sebuah sumur dipompa, dan rate penurunan

level air dalam sumur observasi yang dekat (2 atau lebih) dicatat. Time drawdown

kemudian diinterpretasikan untuk menghasilkan parameter aquifer. Pada tahun 1935,

C.V. Theis mengembangkan persamaan pertama untuk memasukkan waktu

pemompaan sebagai sebuah faktor (Heath, 1983), yang membuat asumsi berikut

- Pemompaan sumur di-screen hanya dalam aquifer yang diuji

- Transmisifitas dari aquifer adalah konstan selama test terhadap batasan dari

cone depresi

- Discharge sumur mengalami penetrasi ke seluruh ketebalan aquifer, dan

diameter adalah kecil dibandingkan dengan rate pemompaan.

Asumsi ini adalah yang paling dipenuhi oleh aquifer terbatas pada tempat jauh

dari batasan aquifer. Namun, jika peringatan tertentu diamati, persamaan ini juga

bisa digunakan untuk menganalisa uji aquifer yang tidak terbatas. Penggunaan

persamaan Theis untuk aquifer yang tidak terbatas melibatkan dua pertimbangan.

- Jika aquifermemiliki butir halus, air dilepaskan pelan pada satu periode

beberapa jam atau hari, tidak instan dengan penurunan dalam head. Sehingga,

nilai hasil spesifik ditentukan dari sebuah uji periode singkat mungkin terlalu

kecil.

- Jika rate pemompaan adalah besar dan sumur observasi dekat dengan sumur

pemompaan, pengurangan air aquifer mungkin signifikan dan asumsi bahwa

transmisifitas dari aquifer adalah konstan tidak dipenuhi

Metode garis lurus Cooper – Jacob

Persamaan Theis adalah satu-satunya dari beberapa metode yang dikembangkan

untuk analisis data test aquifer. Cooper dan Jacob (1946) mengembangkan sebuah

metode yang lebih mudah daripada persamaan Theis. Kemudahan yang lebih baik

didapatkan sebagian dari penggunaan paper grafik similogaritmik, bukan kertas

logaritmik, dan fakta bahwa di bawah kondisi ideal, plot data sepanjang garis lurus

bukan lengkung.

6.6 Sebuah Program Komputer untuk mendesain suatu uji akuifer

Sebuah model program komputer, yang ditulis oleh Daniel K. Sunada (Colorado State

University, Fort Collins, Colorado, AS) yang dapat digunakan untuk menghitung respon

tingkat air untuk pengambilan air tanah (Molden,Sunada, and Warner, 1984). Model ini dapat

digunakan untuk menentukan tempat sumur observasi yang paling baik untuk uji akuifer dan

untuk memperkirakan durasi pengujiannya. Model ini juga dapat menjumlahkan jumlah

aliran yang keluar maupun yang masuk dalam sistem aliran-akuifer. Hal ini dapat dijalankan

dengan atau tanpa aliran dalam sistem. Program ini diatur menu yang sudah cukup jelas

(Figures 6.3 dan 6.4).

1. Tingkat pengisian ulang (ft/hari)

2. Keterusan/kelanjutan (ft2/hari)

3. Hasil spesifik

4. Waktu mulai (hari)

5. Periode akhir pengisian ulang

6. Jarak awal (ft)

2

2500

2

30

0

0

Jarak akhir (ft)

Penambahan jarak (ft)

7. Kedalaman air (ft)

8. Lebar cekungan (ft)

9. Panjang Cekungan (ft)

10. Panjang sudut sumbu (deg)

11. Jarak ke sungai

12. Menghitung profil gundukan

13. Menghitung debit yang masuk ke

sungai

500

50

30

200

200

0

250

Yes

Yes

Ketik jumlah variabel yang ingin anda ubah. Ketik 0 jika anda ingin melanjutkan tanpa

mengubah.

FIGURE 6.3

Layar Komputer (parameter).

1. Tampilan data

2. Tampilan hasil

3. Tampilan grafik

4. Cetak hasil

5. Membuat berkas

6. Aplikasi lain

7. Keluar

FIGURE 6.4

Layar Komputer (parameter).

Berikut ini adalah daftar petunjuk yang harus diikuti untuk menjalankan model :

1. Unduh model dari situs web CRC Press (www.crcpress.com).

2. Tekan pada CSUPAWE.

3. Menu pertama memberikan pilihan untuk memilih mengalirkan ke sungai atau

mengalirkan ke daerah pengisian ulang.

4. Pilih mengalirkan ke sungai.

5. Pilih sungai disekitarnya atau tanpa aliran.

6. Data yang dimasukkan :

TINGKAT PENGISIAN ULANG : (ft/hari) menggunakan pelepasan yang stabil/konstan

PARAMETER AKUIFER : Kelanjutan (ft2/hari); hasil spesifik (berdimensi).

PERIODE WAKTU : Perhitungan dilakukan pada waktu yang terpisah. Waktu awal (hari)

harus lebih besar dari 0 dan merupakan perhitungan yang pertama kali dibuat.

Penambahan waktu (hari) memberikan interval/jarak antara perhitungan. Waktu akhir

merupakan batas terakhir perhitungan yang harus dibuat. Misalnya, jika waktu awal

adalah 10 hari, selisih waktu 5 hari, dan waktu akhir adalah 20 hari, perhitungan harus

dilakukan pada 10, 15, dan 20 hari. Waktu akhir dan awal harus berupa bilangan bulat

kelipatan selisih waktu.

AKHIR PERIODE PENGISIAN : Waktu (hari) saat pengisian ulang buatan atau aliran sumur

dihentikan. Program ini akan terus menhitung profil gundukan sampai waktu akhir

yang ditentukan.

JARAK : Tentukan titik-titik dimana letak resapan air yang tinggi atau tingkat penurunan

yang akan dihitung. Jarak awal (ft) selalu ditetapkan 0, dimana terletak langsung

dibawah pusat cekungan atau sumur. Penambahan jarak (ft) memberikan jarak antara

titk perhitungan ketinggian gundukan.

JARAK FINAL (ft) : Jarak akhir/final ini adalah titik terakhir dimana ketinggian gundukan

yang akan dihitung.

KEDALAMAN AIR (ft) : Kedalaman air adalah jarak dari permukaan tanah ke neraca air

dalam ft. Sebuah kedalaman yang berbeda terhadap air dapat dipilih untuk mengubah

ketinggian gundukan.

TEBAL KEJENUHAN : Parameter ini adalah jarak dari dasar akuifer ke neraca air awal.

GEOMETRI CEKUNGAN : Basin berbentuk persegipanjang yang digunakan.

SUDUT : Parameter dalam derajat ini menentukan sudut bawah bidang vertikal yang dibuat

dengan garis yang ditarik dari pusat sumur atau pada saat pengisian ulang basin.

JARAK SUNGAI ATAU BATAS JARAK KEDAP AIR (ft) : Jarak menuju batas diukur dari

pusat cekungan pengisian ulang atau sungai.

MENGHITUNG PROFIL Mound HITUNG DEBIT UNTUK STREAM:

Anda dapat memiliki program menghitung profil gundukan, debit ke sungai,

atau keduanya.

PERUBAHAN VARIABEL: Variabel yang diubah dengan mengetikkan nomor yang sesuai

ke variabel. Nilai saat variabel akan muncul di layar, dan

Anda akan diminta untuk memasukkan nilai diperbarui. Setelah update selesai,

Anda akan kembali ke tampilan data utama. Ketika Anda menekan tombol Enter,

yang. Program dimulai dengan menghitung parameter saat ini.

PERHITUNGAN: Sebagai poin dihitung, mereka diplot di layar.

Ketika perhitungan selesai, Anda akan diminta untuk menekan "ENTER”

UNTUK LANJUTKAN ". Semua hasil disimpan dalam memori, dan output pilihan menu

muncul.

6.6 Pembuatan Peta Hidrologi

Peta-peta kunci yang dibangun oleh Hidrogeologi adalah air kontur meja,

jenuh ketebalan, kontur batuan dasar, perubahan muka air, dan transmisivitas. Tabel air peta

kontur menunjukkan elevasi meja air untuk unit hidrogeologi tertentu. Kedalaman data air

pertama dikonversi ke ketinggian permukaan air. Pengukuran tingkat air yang harus diukur

dalam beberapa hari dari satu sama lain karena peta merupakan titik waktu tertentu.

Ketinggian sungai, danau, dan kolam harus digunakan dalam peta jika mereka berada dalam

hubungan hidrologi. Setelah peta dibangun, garis kontur harus merapikan. menghindari

jawaban cekatan kontur yang hanya memiliki satu titik untuk kontrol. Peta kontur muka air

tanah adalah alat berharga untuk memahami aliran. Sistem dengan menyediakan informasi

untuk memperoleh dan kehilangan jangkauan dari sungai, ada aliran dan aliran batas, dan

bidang tanah penarikan

PENGUKURAN ARUS ALIRAN

Aliran Gaging adalah pengukuran debit pada suatu perairan dengan aliran terbuka.

Aliran ini memiliki aplikasi praktis untuk mendesain bendungan, struktur pengendalian

banjir, alokasi air permukaan, dan hubungan ke air tanah. Lengkung aliran debit diperuntukan

untuk memplot nilai-nilai dari aliran debit gaging terhadap tahap aliran untuk aliran tertentu.

Kurva Posisi (lengkung debit) digunakan untuk memprediksi resesi dasar aliran.

7.1 Perlengkapan Dasar

Perlengkapan dasar yang digunakan untuk pengukuran debit meliputi current meter, timer,

peralatan pendengar, dan tag line. Current meter terdiri dari sebuah impeller yang apabila

dimasukkan aliran air akan relative berputar ketika dilewati oleh aliran air dengan kecepatan

tertentu. Rata – rata perputaran akan terekam oleh peralatan penerima yang akan terdengar

pada earphone.

7.2 Prosedur Pengukuran

Pengukuran Debit dilakukan dengan beberapa langkah :

1. Pilih jangkauan lurus sungai dengan garis pantai yang halus.

2. Memperpanjang tape (tag line) di sungai.

3. Mengembangkan profil kedalaman air.

4. Membagi aliran ke segmen secara berkala.

5. Melakukan pengukuran pada 10-20 stasiun di sepanjang profil.

6. Mengawasi / melakukan penjepitan Current Meter pada 0,2 dan 0,8 dari total kedalaman.

7. Membuat pembacaan kecepatan pada setiap stasiun pengukur

8. Hitung debit: penampang daerah × kecepatan = debit.

Perhitungan daerah dihitung dari pengamatan lebar dan kedalaman. Untuk

memperlebar pengukuran, lebar secara umum ditandai oleh tagline.

Kedalaman sungai diukur pada interval yang cukup yang melewati bagian lain guna

menentukan total area. Untuk memperlebar pengukuran,pembacaan kedalaman harus pada

kedalaman 100 m agar praktis.

Kesulitan dalam memperoleh pengamatan kecepatan yang akurat akan terhindar bila

terdapat kecermatan dalam perhitungan hidrologinya. Kesulitan-kesulitan ini timbul dari

kondisi lapangan seperti aliran dasar yang lembut, menjelajahi bawah batang rendam, bukit

pasir, batuan, dan air laju dan tingkat kedangkalan aliran. Kedangkalan dan kecepatan yang

rendah dalam aliran membuat pembacaan Current Metter tidak akurat, jika tak munfjin untuk

mendapatkannya. Dengan kondisi tersebut, bending mungkin berguna untuk melakukan

pengukuran debit.

Aliran Gaging menimbulkan bahaya terhadap keselamatan kondisi hidrologi tersebut.

Keasrian itu sendiri tergantung pada perhatian kita pada kondisi sungai sekarang -

"Kebijaksanaan adalah bagian yang lebih baik dari keberanian."

7.3 Metode Untuk Menentukan hubungan antara Aquifer dan Aliran Air

Beberapa teknik lapangan dapat digunakan untuk menentukan hubungan antara

akuifer dan aliran air. Yang paling sering digunakan adalah :

Perhitungan perpindahan rembesan aliran

Aliran gaging

Tracer Study

Peta kontur Air Tanah

Keuntungan dan kerugian penelitian dapat dibuat untuk mengevaluasi efek penarikan air

tanah pada aliran sungai. Air tanah dan pengukuran rembesan air permukaan digunakan

untuk mengevaluasi pengaruh sumur kota pada aliran Sungai Arkansas di Lamar Colorado

(Moore dan Jenkins, 1966). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kota (penduduk) telah

memompa dan menurunkan permukaan air di bawah dasar sungai, sambungan hidrolik

antara sungai dan aquifer rusak, dan zona tak jenuh telah dikembangkan di bawah dasar

sungai dekat daerah terbesar memompa. Data kerugian digunakan untuk menghitung

konduktivitas hidrolik vertikal dasar sungai.

Hidrograf debit sungai dapat dianalisis untuk memperkirakan komponen air tanah, aliran

dasar, debit aliran. Penelitian Lingkungan dapat digunakan untuk menentukan daerah-daerah

sumber air, usia air dan reaksi kimia yang terjadi selama transportasi. termasuk konstituen

terlarut (kation dan anion), isotop dari oksigen, tritium, radon, dan suhu air. Peta kontur

aquifer dapat dianalisis untuk menentukan apakah sungai mendapatkan atau kehilangan air

dari akuifer. Elevasi kontur aquifer menunjukkan mendapatkan aliran dengan menunjuk ke

arah hulu di langsung sekitar sungai, dan mereka mengindikasikan kehilangan aliran oleh

menunjuk ke arah hilir (Hurr dan Moore, 1972).

Refrensi

Buchanan, T.J. and Somers, W.P., 1969, Discharge measurements at gaging

stations,Techniques of Water-Resources Investigations of the U.S. Geological

Survey,TWI 3-A8, 65 p.

Hurr, R.T. and Moore, J.E., 1972, Hydrologic characteristics of the valley-fill aquifer

in the Arkansas River Valley, Bent County, Colorado,U.S. Geological Survey

Hydrologic Atlas, 461.

Moore, J.E. and Jenkins, C.T., 1966, An evaluation of the effect of groundwater

pumpage on the infiltration rate of a semipervious streambed, Water Resources

Research, 2(4): 5 p.

Winter, T.C., Harvey, J.W., Frankes, O.L., and Alley, W.M., 1998, Ground water and

surface water: a single resource, U.S. Geological Survey Circular 1139, 79 p.