bab i sumber air

7/23/2019 Bab I Sumber Air

1/19

Sanitasi Pemukiman-

BAB I

SUMBER AIR

Tujuan Pembelajaran Umum:

Mahasiswa dapat memahami sampai menyimpulkan tentang sumber-sumber air.

Tujuan Pembelajaran Khusus:

Mahasiswa dapat memvisualisasikan dan menyimpulkan tentang airtanah, air

permukaan, dan air hujan, sebagai sumber air.

LEMBAR INFORMASI

1.1Sirkulasi Air

Air timbul ke permukaan dari kedalaman laut yang dingin. Pada daerah tropik. air itu

bercampur dengan udara permukaan yang bersuhu sekitar 270C. Pertama-tama air

dingin ini membantu suhu agar tetap pada tingkat tersebut. Ketika menguap dari

permukaan, air diubah dari zat cair menjadi uap, dan perubahan ini membutuhkan

energi. Air menyerap energi ini sebagai bahan penguap, ini dapat dianggap sebagai

kendaraan pengangkut yang siap melalui arus udara yang mengalir ke utara dan ke

selatan dari katulistiwa.

Jika uap tersebut memasuki arus tinggi di atas katulistiwa, perputaran bumimemaksanya untuk bergerak ke timur laut sampai dicapainya garis lintang 300. Di sana

uap tadi menyejuk dan mungkin turun lalu melintas miring melalui zona iklim sedang di

utara untuk bertemu dengan arus udara dingin dari kutub utara.

Pertemuan antara dua massa udara yang berlainan itu mengakibatkan timbulnya badai

yang bergolak. Uap tadi tiba-tiba mengembun menjadi zat cair dan seluruh energy yang

terserap di kawasan tropic dilepaskan sehingga menghangati udara yang dingin di

tempat itu. Pada proses ini air yang cair membeku. Energi matahari yang terpancar

memberi tenaga untuk mengangkat air ke dalam atmosfir sehingga dapat jatuh kembali.

Sirkulasi tersebut mirip dengan mesin uap. Dalam mesin sirkulasi ini matahari adalahsebagai tungkunya, sebagai ketelnya adalah samudera dan daratan, sedangkan

pengembunnya adalah atmosfir bagian atas yang dingin. Mesin ini melakukan kerja

besar-besaran, yaitu: membuat cuaca, menentukan iklim, mengarahkan arus samudera,

memahat lembah dan memungkinkan kehidupan di darat, Air yang menguap ke dalam

atmosfir memasuki tata arus angin yang bertiup di bumi. Dalam bentuk uap dan bintik

air, menempuh ribuan kilometer sebelum kembali ke permukaan, lihat gambar. 1.


2/19

Sanitasi Pemukiman-

Gambar 1:Sirkulasi air

Peredaran air di bumi yang tanpa akhir, digambarkan di sini dimulai dari sebelah kiri

dengan curahan hujan dari awan. Hujan meresap ke dalam bumi. Sebagian airnya kelakakan merembes ke dalam samudera, sebagian lagi mengalir ke dalam saluran dan danau.

Bersamaan dengan itu air mulai tahap kebalikannya dalam proses sirkulasi, yakni

penguapan (titik-titik). Sebagian air sebenarnya sudah menguap selama hujan turun,

sebagian besar naik dari tanah basah, dari sungai dan danau, dan menguap, berkumpul

dalam awan. sirkulasi air pun berulang kembali.

1.2 Air Permukaan

Air permukaan adalah air yang terdapat dalam laut, danau, sungai-sungai dan lain-lain.

Air permukaan ini dalam hal kekeruhan berubah-ubah, apalagi pada waktu musim hujan

air sangat keruh. Tetapi di daerah pegunungan dimana tak terdapat kegiatan manusia

pada waktu musim kemarau sungai-sungai tampak jernih.

Selain kekeruhan, susunan kimiawi juga dapat berubah-ubah. Karena terbukanya di

permukaan, maka akan mengalami pengotoran, baik pengotoran berupa benda-benda

padat (sampah, dan lain-lain), maupun pengotoran bakteriologis. Karena itu air

permukaan harus diolah terlebih dahulu bila air tersebut akan dijadikan air minum.

a. Air Laut

Kita ketahui bahwa laut merupakan sumber air yang tidak terhingga banyaknya. Di

kutub selatan ada benua yang luasnya 1,5 kali benua Australia, yaitu benua Antartika.


3/19

Sanitasi Pemukiman-

Benua ini selalu ditutupi dengan lapisan es yang tebal sampai ke laut sekelilingnya. Jadi

benua Antartika adalah merupakan sumber air tawar, walaupun berupa es.

Air laut banyak mengandung macam-macam garam, terutama garam dapur yang

menyebabkan rasa yang sangat asin sehingga tak dapat diminum.

Di negara-negara yang sangat menderita kekurangan air minum sudah banyak

diusahakan menawarkan airlaut, sehingga dapat diminum. Salah satu cara menawarkan

air laut yang termudah ialah dengan jalan penguapan oleh tenaga panas matahari.

b. Air DanauTerjadinya danau-danau alam, banyak ragamnya tergantung dari keadaan geologis di

tempat tersebut. Misalnya di sebabkan oleh karena penurunan suatu tempat, maka akan

terbentuk suatu danau atau kawah-kawah dari gunung berapi. Dan bekas gunung berapi

akan terbentuk pula danau-danau.

Untuk pembentukan danau, maka diperlukan sebuah wadah yang kira-kira merupakan

sebuah mangkok. Adanya danau-danau ini penting, selain sebagai cadangan air minum,

juga untuk keperluan-keperluan yang lainnya, misalnya untuk pembangkit tenaga listrik.

c. Air Sungai

Air hujan yang jatuhnya kepermukaan bumi akan meresap ke dalam humus dan tanah,

mengisi lubang-lubang tanah, mengalir ke rawa-rawa, danau-danau, dan bila telah jenuh

maka sejumlah air sisanya akan mengalir membentuk sungai-sungai.

.Air sungai ada yang meresap ke dalam tanah, dan sebaliknya air tanah ada pula yang

masuk mengalir ke sungai-sungai, yang akhirnya air sungai masuk ke laut. Di daerah air

hujan yang jatuh akan mengalir ke lembah-lembah yang terendah. Air akan terkumpul

dan dari sini mengalir ke bagian permukaan tanah yang lebih rendah.

Dengan demikian terbentuklah anak sungai. Di bagian lembah-lembah lain akan

terbentuk pula anak-anak sungai dan karena air akan mengalir ke arah yang terendah,

maka anak-anak sungai ini dapat bertemu menjadi sungai-sungai. Air sungai dapat

digunakan sebagai sumber air minum tetapi perlu pengolahan terlebih dahulu sebelum

dipakai.

1.3Air Hujan

Air hujan dapat juga digunakan sebagai air bersih, tergantung di mana hujan tersebut

turunnya. Dilihat dari jatuhnya hujan tersebut, akan menimbulkan bermacam-macam

jenis kandungan kotoran dan berbeda-beda pula larutan yang ada dalam air hujan,

tergantung lokasinya.

Sebagai contoh, hujan yang turun pada daerah yang lapang tidak ada polusi, maka hujan

tersebut airnya bersih dan tidak mengandung kotoran serta bakteri, hanya rasa air

tersebut kurang segar karena tidak mengandung larutan garam Akan tetapi jika hujan

tersebut turun pada daerah yang banyak mengandung atau terdapat larutan gas di udara,

maka hujan tersebut akan banyak mengandung larutan yang membahayakan bagi


4/19

Sanitasi Pemukiman-

kesehatan, seperti pada daerah industri logam, baja, aluminium, dan bahan kimia

lainnya.

Air hujan secara teoritis tidak mengandung kuman, sebab asalnya dari uap air, tetapi

setelah jatuh ke bumi maka air tersebut akan kotor. Air hujan yang jatuh di lapangantanpa polusi, akan mengandung kurang lebih bakteri sebanyak (1-100) ribu/ml, sehingga

hal ini dapat dibersihkan dengan menggunakan kaporit.

Sebagaimana kita ketahui bahwa banyak penduduk yang memanfaatkan air hujan untuk

keperluan rumah tangga, bahkan untuk air minum. Jadi air hujan dapat pula membantu

memecahkan masalah kekurangan air minum, untuk itu kita perlu mengetahui cara-cara

memanfaatkannya serta mengolahnya. Air hujan yang hendak kita manfaatkan

sebenarnya sudah ditadah oleh atap dari rumah dan selanjutnya hanya diperlukan bak

penampungan air hujan. Semakin lebat keadaan hutan, maka semakin banyak dapat

menyimpan air hujan.

1.4Air Bawah Permukaan

Banyak ahli yang berpendapat bahwa air tanah terjadi dari air hujan yang jatuh ke tanah

dan meresap ke dalam tanah. Disamping itu ada beberapa teori lain, yaitu:

1) Menurut Volgen: bahwa air tanah terjadi karena temperatur yang rendah di muka

tanah, akan terjadi suatu embun dan meresap ke tanah dan mencair menjadi air tanah.

2) Menurut Suesz, dalam teorinya mengungkapkan bahwa air tanah terjadi karena

pengembunan dari lapisan tanah yang dalam. Sedangkan sebagian air yang berada di

dalam tanah, terletak di antara butiran-butiran tanah (lihat gambar (2).

Disamping itu ada pula air tanah yang terletak di antara tanah pasir dengan tanah liat, ini

disebut pasir kelempungan. Pada kondisi tertentu tanah yang demikian ini merupakan

tanah yang kuat, artinya tidak mudah susut jika terkena iklim alam, dan tanah tersebut

merupakan tanah yang rapat air.

Gambar 2:Struktur air tanah


5/19

Sanitasi Pemukiman-

a. Air tanah bebas/dangkal

Air tanah bebas yaitu air tanah yang terletak di atas lapisan kedap air,dimana permukaan

air tanah tersebut horizontal karena tidak mendapat pengaruh apapun atau tidak berada

dalam tekanan. Air tanah bebas ini dangkal, karena hanya sampai kedalaman 15 m.

Gambar 3: Air tanah bebas/dangkal

Profil permukaan air tanah dangkal tergantung dari profil permukaan tanah dan lapisan-

lapisan tanah itu sendiri. Di daerah pegunungan permukaan air tanah terdapat di lereng-

lereng. Di daerah perbukitan air tanah sangat dalam dibandingkan di daerah datar. Kalau

kita akan membuat sumur di tempat yang berbukit, sumur harus dalam agar diperoleh

air. Sedang di tempat yang datar, sumur dangkal sudah dapat diperoleh air.

b. Air tanah tak bebas

Air tanah yang terdapat di antara dua lapisan kedap air, sehingga air tersebut semakin ke

bawah akan semakin tinggi tekanannya, artinya bila dataran tanahnya rendah semakin

besar tekanannya sehingga akan merupakan saluran air di dalam tanah (gambar 4).

c. Air artesis

Air artesis ini berasal dari air tanah takbebas, yang kemudian lapisan kedap air bagian

atasnya mengalami retak, hal ini kemungkinan akibat adanya gempa bumi, karena

terpengaruh oleh panas magma yang ada di bawahnya. Maka air tanah artesis tersebut

dapat keluar dari permukaan tanah.

Kemungkinan lain, yaitu kalau aliran air tanah tersebut terhalang atau terhenti akibat

lapisan tanah yang kedap air, hal ini akan berakibat terjadinya air artesis.

Kejadian-kejadian tersebut di atas dinamakan artesis, karena orang pertama mengenal

air ini di desa Artois (1176) daerah Prancis, maka air yang keluar dari dalam tanah

dengan cara demikian dinamakan air artesis.


6/19

Sanitasi Pemukiman-

Gambar 4:Air tanah tak bebas

Kalau ditinjau dari kecepatan aliran di dalam tanah, yaitu jika air tanah tersebut

mengalir dengan kecepatan lebih dari dua meter per hari atau 2,3 x10 -3cm/detik, maka

air tersebut kurang bersih karena kuman-kumannya tidak tersaring oleh butir-butir

tanah. Jika air tersebut setelah diperiksa secara bakteriologis ternyata masih

mengandung kuman, maka asal air tersebut harus diselidiki, mungkin karena daerahtersebut adalah daerah persawahan yang alirannya mempunyai kecepatan yang tinggi

atau karena hal lainnya.

Tidak setiap tempat tanahnya mengandung lapisan-lapisan sumur artesis. Untuk

menentukan adanya lapisan air artesis juga tidak mudah. Dengan bantuan ilmu

hidrogeologi dapat diperkirakan ada tidaknya lapisan-lapisan air artesis. Hal ini pun

masih dapat meleset, karena tidak dilakukan pengeboran percobaan terlebih dahulu.

Kedalaman lapisan air artesis pada setiap tempat berbeda-beda dan tidak mudah

menentukan dengan tepat, kecuali bila dilakukan pengeboran percobaan seperti pada

gambar 5.


7/19

Sanitasi Pemukiman-

Gambar 5:Konstruksipemompaan air artetis dan air tanah bebas


8/19

Sanitasi Pemukiman-

Lembar Tambahan BA-SPM

1.

SUMBER AIR

1. Sumur Bor

1.1 Sumur Dangkal

Penerapan hukum Darcy untuk aliran radial

pada akifer bebas (unconfined aquifer), dengan

asumsi tanah homogen, isotropik, dan akifer

horisontal dengan menggunakan persamaan

Dupuit :

dr

dhhKrQ 2 .. (1.1)

Integral dari persamaan (1.1) di atas dengan

batas dari hH dan dari rwR, sehingga

diperoleh:

w

w

ww

R

r

H

hw

rR

hHKQ

rRKhH

r

dr

K

Qdhh

ln

ln

22

22

......... (1.2)

Gambar 1.1 Aliran radial pada sumur dangkal.

dimana :

Q = debit sumur bor (m3/detik).

H = tinggi muka airtanah bebas sebelum dilakukan pemompaan, diukur terhadap lapisan

tanah impermeable (m).

hw= tinggi muka airtanah di sumur bor, diukur terhadap lapisan tanah impermeable (m).

R = jari-jari pengaruh muka air surutan (m), didapat berdasarkan analisa sensitivity test

atau berdasarkan rumus pendekatan menurut Sichardt R = 3000 s (K0,5

).

rw= jari-jari sumur bor (m).

R

2 rw

QMuka tanah

Kerucu

tsuru

tan

hw

h

r

Muka airtanah awal

Akifer bebasH

Lapisan tanah impermeabel


9/19

Sanitasi Pemukiman-

s = penurunan muka air di sumur bor (m), berdasarkan pengukuran langsung.

K = koefisien permeabilitas akifer (m/hari, atau m/detik). Didapat berdasarkan

perhitungan pumping test, atau dari hasil uji di laboratorium dengan alat

permeameter.

Bila menggunakan sumur pengamat (SP), maka debit sumur bor dapat dihitung dari

integrasi persamaan dupuit (1.1) dengan batas dari h1h2dan dari r1r2, sehinggadiperoleh :

1

2

2

1

2

2

lnr

r

hhKQ ..(1.3)

Dan koefisien permeabilitas akuifer :

1

22

1

2

2

lnr

r

hh

QK

...(1.4)

dimana :

Q = debit pemompaan (m3/detik).

K = koefisien permeabilitas akifer bebas (m/hari, atau m/detik).

h1= tinggi air dalam sumur pengamatan-1 diukur dari lapisan kedap air (m).

h2= tinggi air dalam sumur pengamatan-2 diukur dari lapisan kedap air (m).

r1= jarak sumur pengamatan-1 terhadap sumur pompa (m).

r2= jarak sumur pengamatan-2 terhadap sumur pompa (m).

Gambar 1.2 Aliran radial pada sumur dangkal dengan menggunakan sumur pengamat.

h1r1

r2

h2

2 rw

Q Sumur SP-1 Sumur SP-2Muka tanah

Kerucut surutan

hw

h

r

Muka airtanah asli

Akifer tak tertekan / bebas

H

s1s2

Lapisan impermeabel


10/19

Sanitasi Pemukiman-

Contoh :

Debit pemompaan sumur dangkal Q = 75 gpm dari akifer tak tertekan/bebas. Muka

airtanah awal pada elevasi 35 ft (dpl). Setelah sekian waktu dilakukan pemompaan

muka airtanah konstan tercatat pada elevasi 20 ft (dpl) di sumur pengamatan-1 yanglokasinya berjarak 75 ft dan 34 ft ((dpl) di sumur pengamatan-2 yang lokasinya berjarak

2000 ft.

Tentukan:

Nilai koef. permeabilitas akifer tersebut, nyatakan dalam satuan ft/s.

Jawab :

Data Q = 75 gpm, r2= 2000 ft, r1= 75 ft, h2= 34 ft, h1= 20 ft.

Dari persamaan (1.3) :

./10*32,2

75

2000ln

2034

60/.min1/134,075

ln

4

2222

3

1

22

1

2

2

sf tK

f t

f t

f tf t

galf tgpmK

rr

hh

QK

1.2 Sumur Dalam

Penurunan kerucut muka airtanahbervariasi terhadap jaraknya dari sumur

bor (SB) lihat Gambar 1.3. Penerapan

hukum Darcy untuk aliran radial pada

akifer tertekan, dengan asumsi bahwa

konsisi akuifer yang homogen, isotropik,

dan horisontal, dengan menggunakan

persamaan Dupuit :

dr

dhbKrQ 2

... (1.5)

Integrasikan dari persamaan di atas

dengan batas dari hw H dan dari rw

R, sehingga diperoleh persamaan :

Gambar 1.3 Sumur dalam tanpa SP.

b

R

2 rw

QMuka tanah

Keruc

utsur

utan

hw

Muka airtanah awal

Akifer bebas

H

Lapisan impermeable

Lapisan impermeable

2rw

Akifer tertekan

sw

R


11/19

Sanitasi Pemukiman-

w

w

w

R

r

H

hw

rR

hHbKQ

r

R

bK

QhH

r

dr

bK

Qdh

ln

2

ln2

2

..(1.6)

dimana :

Q = debit sumur bor (m3/detik).

H = tinggi muka airtanah bebas, diukur terhadap lapisan impermeable/kedap air (m).

hw = tinggi muka airtanah di sumur bor (SB), diukur terhadap lapisan

impermeable/kedap air (m).

R = jari-jari kerucut surutan (m), didapat berdasarkan analisa sensitivitas test atau

berdasarkan rumus pendekatan menurut Siechardt R = 3000 s (k0,5

).

rw= jari-jari sumur bor (m).

sw = penurunan muka airtanah di sumur bor (m), berdasarkan hasil pengukuran.

K= koefisien permeabilitas akifer tertekan (m/hari, atau m/detik). Didapat berdasarkan

perhitungan pumping test, atau dari hasil uji sample tanah di laboratorium dengan

alat permeameter.

Bila menggunakan sumur pengamat (SP), maka debit sumur bor dapat dihitung dari

mengintegrasikan persamaan (1.5) dengan batas dari hwh1dan dari rwr1, sehingga

diperoleh persamaan :

w

w

rr

hhbKQ

1

1

ln

2 .. (1.7)

dan nilai transmisivitas akuifer :

ww

rr

hh

QbKT 1

1

ln2

.. (1.8)


12/19

Sanitasi Pemukiman-

Gambar 1.4 Sumur dalam dan sumur pengamatan (SP).

dimana :

Q = debit sumur bor (SB), (m3/detik).

K = koefisien permeabilitas akifer tertekan, (m/hari, atau m/detik).

h1= tinggi air dalam sumur pengamat (SP) diukur dari lapisan kedap air/impermeable,(m).

hw= tinggi air dalam sumur bor (SB) diukur dari lapisan kedap air, (m).

r1 = jarak sumur pengamat-1 (SP-1) terhadap sumur bor (SB), (m).

rw = jari-jari sumur bor (SB), (m).

Contoh :

Sebuah sumur bor air untuk akifer tertekan, dilengkapi dengan sumur pengamat (SP)

sebanyak 2 buah yaitu SP-1 dan SP-2 yang lokasinya berjarak r1= 100 m dan r2= 1000

m dari sumur bor.

Debit pemompaan rata-rata sumur bor Q = 0,2 m3/detik, dan penurunan muka airtanah

s2= 2 m di SP-2 dan s1= 8 m di SP-1 ?

Diminta :

Hitung nilai koefisien permeabilitas akifer tersebut, nyatakan dalam satuan m/detik, bila

tebal akifer b = 20 m.

r1

2rw

Q SP-1Muka tanah

Kerucut surutan

Muka airtanah awal

Confine aquifer / akifer bebas

s1

Lapisan impermeable

Unconfine aquifer / Akifer tertekan

dengan permeabilitas =K

Lapisan impermeable

Hh1

sw

hw

b

SB


13/19

Sanitasi Pemukiman-

Jawab :

Data : Q = 0,2 m3/detik, r1= 100 m, r2= 1000 m, s1= 8 m, s2= 2 m, b = 20 m.

Transmisivitas (T) :

1

2

12

ln2 r

r

hh

QbkT

s1= Hh1, dan s2= H - h2, sehingga :

.det/04,2/0122,0

100

1000

ln282

/2,0

ln2

22

3

1

2

12

ikcmmenitm

m

m

mm

menitm

bkT

r

r

ss

QbkT

Permeabilitas (K) :

.det/10*02,1

1/10020/det/04,2/

3

2

ikcm

mcmmcmbTK

Nilai-nilai parameter akuifer yang perlu diketahui antara lain seperti tabel di bawah ini.

Tabel 1 : Konduktivitas hidrolik atau Koefisien permeabilitas batuan.

M a t e r i a l Konduktivitas Hidrolis

( m/hari)

Lempung sangat kompak.

Lempung tak termampatkan.

Lempung kepasiran.

Pasir halus kelanauan.

Pasir halus - sedang.

Pasir sedang - kasar.

Pasir kasar.

Kerikil

10-10

- 10-5

10-7

- 10-3

10-3

- 100

10-1

- 100

5 - 30

20 - 70

50 - 200

100 - 5 000


14/19

Sanitasi Pemukiman-

Tabel 2 : Porositas batuan sedimen (Todd, 1980).

M a t e r i a l Porositas ( % )

Lempung

Lanau

Pasir sedang dan kasar.

Pasir seragam

Pasir halus dan sedang.

Kerikil

Kerikil dan pasir

Batu pasir

Serpih (Shale).

Batu gamping.

45 - 55

40 - 50

35 - 40

30 - 40

30 - 35

30 - 40

20 - 35

10 - 20

1 - 10

1 - 10

Tabel 3 : Spesifik yield dari berbagai jenis batuan (Walton, 1970)

M a t e r i a l Sy ( % )

Lempung

Pasir

Kerikil

Pasir dan Kerikil

Batu pasir

Serpih (Shale).

Batu gamping.

1 - 10

10 - 30

15 - 30

15 - 25

5 - 15

0,5 - 5

0,5 - 5


15/19

Sanitasi Pemukiman-

Soal Latihan 1.1 :

Nilai koefisien permeabiltas pada akifer tak tertekan/bebas k = 1*10-4

m/detik (hasil uji

alat permeameter). Muka airtanah awal pada elevasi 35 m (dpl). Setelah sekian waktu

dilakukan pemompaan, muka airtanah konstan tercatat pada elevasi 32,5 m (dpl) disumur tersebut. Bila jari-jari pengaruh pemompaan pakai rumus pendekatan R = 3000 s

(k0,5), dan jari-jari sumur rw= 3,75 cm.

Tentukan:

Debit pemompaan di sumur dangkal tersebut, nyatakan dalam satuan liter/detik ?

Jawab :

Data ; k = 1*10-4m/detik, H = 35 m, hw= 32 m, rw= 0,0375 m.

w

w

rR

hHkQ

ln

22

Soal Latihan 1.2 :

Nilai koefisien permeabiltas pada akifer tak tertekan/bebas k = 1*10-4

m/detik (hasil uji

alat permeameter). Tinggi muka air di sumur pengamat-1 adalah 34,6 m yang lokasinya

berjarak 3 m dan 35 m ((dpl) di sumur pengamat-2 yang lokasinya berjarak 7,5 m.

Tentukan:

Debit pemompaan di sumur dangkal tersebut, nyatakan dalam satuan liter/detik ?

Jawab :

Data ; k = 1*10-4

m/det, h1= 34,6 m, h2= 35 m, r1= 3 m, r2= 7,5 m.

1

2

2

1

2

2

ln r

r

hhkQ

Soal Latihan 2.1 :

Sebuah sumur pompa air untuk akifer tertekan berjari-jari rw= 7,5 cm. Muka airtanah

awal pada elevasi 35 m (dpl). Setelah sekian waktu dilakukan pemompaan, muka

airtanah di sumur bor hw = 32,5 m (dpl), dan bila jari-jari pengaruh kerucut surutan

pakai rumus pendekatan Sichardt R = 3000 s (k0,5

).

Tentukan:


16/19

Sanitasi Pemukiman-

Debit pemompaan sumur tersebut, bila nilai koef. permeabilitas akuifer K = 3*10-4

m/detik dan tebal akifer 30 m, nyatakan dalam satuan liter/detik ?

Jawab :

Data : K = 3*10-4

m/detik, b = 30 m, rw= 7,50 cm = 0,075 m, hw= 32,5 m, H = 35 m.

w

w

r

R

hHbKQ

ln

2 dst !

Soal Latihan 2.2 :

Sebuah sumur bor untuk akifer tertekan berjari-jari rw = 7,5 cm. Muka airtanah awal

pada elevasi 35 m (dpl). Setelah sekian waktu dilakukan pemompaan, muka airtanahkonstan di sumur bor hw = 32,5 m (dpl), dan pada elevasi 34,9 m (dpl) di sumur

pengamat (SP) yang lokasinya berjarak r = 12 m, dan bila jari-jari pengaruh kerucut

surutan pakai rumus pendekatan Sichardt R = 3000 s (k0,5).

Tentukan:

Debit pemompaan sumur tersebut, bila nilai koef. permeabilitas akifer k = 3*10-4

cm/detik dan tebal akifer 30 m, nyatakan dalam satuan liter/detik ?

Jawab :

Data : k = 3*10-4m/detik, b = 30 m, rw= 10 cm = 0,1 m, hw= 27 m, h = 34 m, r = 50 m.

w

w

r

r

hhbKQ

ln

2 . dst. !


17/19

Sanitasi Pemukiman-

2. Alat Pengukuran Permeabilitas Tanah (permeameter)

Harga konduktivitas hidrolik atau permeabilitas suatu material tanah dapat diukur di

laboratorium. Alat yang digunakan untuk maksud tersebut adalah permeameter. Alat

tersebut ada dua jenis, yaitu dengan piezometrik tetap (constan head permeameter) dan

piezometrik tidak tetap (falling head permeameter).

Permeameter memiliki beberapa ruangan tempat menyimpan sample uji untuk dapat

menangani sample-sample dari tanah maupun batuan. Untuk batuan sample berupa inti

(core) yang solid, biasanya berbentuk silinder. Sedangkan sample batuan yang tidak

kompak dapat langsung dimasukkan ke dalam ruang sample uji (chamber).

2.1 Permeameter tipe Piezometer tetap (constant head)

Alat ini digunakan untuk endapan tidak kohesif (noncohesif sedimen), seperti pasir danbatuan sejenisnya.

Hukum Darcy dapat diterapkan

langsung untuk menentukan nilai K,

yaitu :htA

LVK (2.1)

dimana :

V = Volume keluaran air selama t(cm

3/detik)

A = luas penampang sample

tanah/batuan (cm2)

h = beda tinggi piezometrik (cm)

t = waktu selama menampung

keluaran air (detik)

K = konduktivitas hidrolik atau

Permeabilitas sample uji (cm/d).

Gambar 2.1 Alat permeameter tipe constant head.

Catatan :

Beda tinggi piezometrik (h) tidak pernah lebih dari 0,5 panjang sample uji. Beberapa

permeameter diijinkan h = 10 x panjang sample. Pada kondisi demikian, bilangan

Reynold kemungkinan menjadi lebih tinggi sehingga hukum Darcy menjadi tidak valid.

L

air

Q

Overflow

Continuous supply

h

Sample uji Porous plate


18/19

Sanitasi Pemukiman-

2.2 Permeameter tipe Piezometer tidak tetap (Falling head)

Untuk endapan (sedimen) kohesif dengan permeabilitas yang rendah, digunakan

permeameter dengan piezometrik tidak tetap (falling head permeameter).

Pengujian pada alat permeameter tipe fallinghead dilakukan dengan mengukur besarnya

debit air yang keluar akibat penurunan muka

air pada tabung kolom air (pizometer), yaitu:

dt

dhrQ t

2 .. (2.2)

Debit air yang keluar melalui sample uji

tersebut di atas menurut Darcy dapat

dituliskan dengan :

dl

dhKrQ c

2 .. (2.3)

Subtitusikan persamaan (2.2) ke dalam

persamaan (2.3), setelah itu integrasikan dh

dengan batas h1dan h2, serta dl dengan batas

sampai L, sehingga didapatkan :

2

12

2

lnhh

trLrK

c

t

(2.4)

Gambar 2.2 : Permeameter tipe falling head.

dimana :

K = konduktivitas hidrolik atau permeabilitas (cm/detik)

L = panjng contoh (cm)

h1 = piezometrik awal pada falling tube (cm)

h2 = piesometrik akhirpada falling tube (cm)

t = waktu yang diperlukan dari h1sampai h2(detik)

rt = jari-jari dalam dari falling head tube (cm)rc = jari-jari dalam dari chambertempat sample uji (cm).

Catatan :

Dalam pemakaian permeameter, yang harus dipenuhi adalah bahwa contoh harus benar-

benar jenuh. Gelembung-gelembung udara dalam sample akan mengurangi luas

penampang media aliran air, sehingga hasil pengukuran konduktivitas lebih rendah.

Sample juga harus benar-benar menempel rapat pada seluruh sisi dinding silinder

tempat sample (chamber). Jika tidak demikian, air kemungkinan akan mengalir

sepanjang dinding silinder tempat sample, menghindari media porous. Dengan

demikian, pengukuran konduktivitas menjadi lebih tinggi.

L

air

Q

h2

Sample uji

Porous plate

h1

2rt

2rc


19/19

Sanitasi Pemukiman-

DAFTAR PUSTAKA

1. Departemen Pekerjaan Umum, Pedom an Plambing Indo nesia, Jakarta 1979.

2. E.Keith Blankenbaker, Modern Plumb ing , The Goodheart Willcox Coy Inc

South Holland, Illinois, 1978.

3. Harold E. Bebit, Plumb ing, Newyork 1960

4. Peter Burbery, Envinronm ent and Service, London 1979

5. Soeratman, Drs, Hidro l ika 1, Jakarta 1979

bab i sumber air

Documents