penelitian hydrogeologi tambang
DESCRIPTION
.TRANSCRIPT
-
PENELITIAN HYDROGEOLOGI TAMBANG UNTUK RENCANA DRAINASE TAMBANG BATUBARA BAWAH
TANAH
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MINERAL DAN BATUBARA
PROYEK PENELITIAN TEKNOLOGI PENAMBANGAN
2010
Budi Islam, Nendaryono, Fauzan, Hendro Supangkat, Eko Pujianto, Suhendar, Iis Hayati, Rakhmanudin, Welly Gatsmir, Jajat Komara
-
7 - 1
DAFTAR PUSTAKA
1. C.W. Fetter, Applied Hydrogeology, third edition, Englewood Cliffs, New
Jersey, p. 35 123, 1994
2. Neven Kresic, Hydrogeology and Grounwater Modeling, second edition,
Taylor & Francis Group, LLC, p. 3 85, p3 101 153,p. 306 339, 2007.
3. Philip E, Enviromental Hydrogeology:, second edition, Taylor & Francis
group, p. 29 59, p. 165 179, p. 183 205, 2009.
4. Willis D. Weight, Hydrogeology Field Manual, The University of Montana
Butte, Montana, p. 14 31, p. 38 120, 2008.
-
i
KATA PENGANTAR
Sejalan dengan perkembangan dunia pertambangan di Indonesia saat ini yang
mengarah kepada tambang bawah tanah (underground mining), maka untuk
mengantisipasi masalah tersebut perlu dibuat peraturan mengenai pengelolaan
air tambang atau sistem drainase agar produktifitas tambang dapat tetap
terjaga.
Untuk mengatasi masalah tersebut maka, perlu dilakukan penelitian pada
tambang bawah tanah. Karena kondisi batuan pada setiap akan tambang
berbeda, untuk itu perlu dibuat peraturan mengenai sistem drainase yang tepat
di setiap tambang. Sejalan dengan itu Puslitbang tekMIRA sebagai lembaga
penelitian dan pengembangan, dirasakan perlu melakukan penelitian masalah
pengelolaan air tambang agar dapat dibuat satu kebijakan yang akan berguna
untuk pemerintah dalam melakukan pengawasaan pengelolaan air tambang
secara benar.
Bandung, Desember 2010
Kepala
Puslitbang Teknologi Mineral
dan Batubara
Ir. Hadi Nursarya. M.Sc NIP. 19540306 197803 1 001
-
ii
S A R I
Keberdaan air tanah di lokasi tambang batubara bawah tanah merupakan salah satu
masalah yang perlu diperhatikan, salah satunya adalah perlunya rencana dan disain
sistem drainase. Mengingat disetiap lokasi penambangan memiliki karakteristik yang
berbeda, maka perlu dilakukan penelitian hidrogeologi yang memadai dan detail pada
setiap daerah, sehingga keberadaan air tanah dapat diketahui lebih dini dan tidak
mengganggu produksi tambang.
Kegiatan penelitian ini sesuai hasil pembicaran dengan pihak Ditjen Minerbapabum
adalah untuk membantu dalam membuat regulasi kebijaksanaan tentang penanganan
air tambang bawah tanah.
Kegiatan untuk mendukung visi dan misi dari kelompok program IPTEK penambangan
agar menjadi lembaga terdepan dalam mendorong penerapan teknologi penambangan
berwawasan konservasi dan lingkungan serta lembaga sertifikasi sistem manajemen
lingkungan pertambangan, dan misi untuk menghasilkan model-model, metode,
prasarana baru dalam teknologi penambangan, geoteknologi penambangan dan
lingkungan pertambangan
Jumlah airtanah di daerah ini, berdasarkan hasil penghitungan dengan metode neraca
air, sekitar 197,8 juta m3/tahun atau sekitar 16 % dari curah hujan tahunan di
cekungan. Sebagian dari jumlah airtanah tersebut mengalir secara wajar pada sistem
akuifer dalam sebesar 15,3 juta m3/tahun. Daerah imbuh (recharge area) sistem
akuifer dalam itu terletak di bagian utara daerah penyelidikan dan sekitarnya.
Berdasarkan jumlah, mutu, dan kedudukan muka airtanah pada setiap sistem akuifer
utama, daerah penyelidikan dibagi menjadi 3 (tiga) wilayah potensi airtanah, yakni:
a. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam. Yang
menempati daerah sepanjang pantai selatan yang membentang dari bagian barat
sampai di timur, serta di utara yang mendekati batas pemisah air permukaan. Akuifer
dangkal berkedudukan antara 1,0 - 20 meter di bawah muka tanah setempat (mbmt),
kedalaman sumurgali antara 1,5 6,3 mbmt, kedudukan muka airtanah statis (MAS)
antara 0,2 3,8 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 - 3,5 m, harga kelulusan (K)
antara 1,8 x 10-3 - 2,6 x 10-3 cm/dtk, harga keterusan (T) antara 10,1 - 37,7 m2/hari,
debit jenis (Qs) antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, debit optimum (Qopt) antara 2,2 3,5 l/dtk,
mutu airtanah cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam
berada pada kedudukan antara 25 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,8 29 mbmt, K antara
10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10 - 750 m2/hari, Qs antara 0,54 - 0,80 l/dtk/m, Qopt
antara 5,4 - 12 l/dtk, mutu airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di
atas ambang batas yang disarankan untuk air minum.
b. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Akuifer Dangkal dan Sedang pada Akuifer
Dalam. Menempati bagian sayap Antiklin Klandasan dan Mentawir. Akuifer dangkal
berkedudukan antara 0,9 - 17,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih
dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0
5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 - 16,7 m2/hari, Qs antara 0,17 -
-
iii
0,21 l/dtk/m, Qopt antara 1,2 - 1,7 l/dtk, mutu airtanah akuifer ini umumnya memenuhi
kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 30 -
250 mbmt, MAS sekitar 3,7 - 70,0 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara
10,5 - 35,8 m2/hari, Qs antara 0,35 - 0,54 l/dtk/m, Qopt antara 3,5 - 8,1 l/dtk, mutu
airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang
tidak disarankan untuk air minum.
c. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam.
Menempati inti Sinklin Wain dan sekitarnya yang berada di bagian tengah daerah
penyelidikan. Akuifer dangkal diperkirakan berkedudukan antara 1,1 - 20,0 mbmt,
kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25
13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2
cm/dtk, T antara 0,7 - 1,26 m2/hari, Qs antara 0,16 - 0,21 l/dtk/m, Qopt < 2,0 l/dtk,
mutu airtanah umumnya cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.
Akuifer dalam berkedudukan 50 - 300 mbmt namun umumnya lebih dalam dari 150
mbmt, MAS sekitar 0,02 - 1,59 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T sekitar 30
m2/hari, Qs lebih kecil dari 0,3 l/dtk/m, Qopt < 2 l/dtk, mutu airtanah umumnya
mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang tidak disarankan
untuk air minum.
Rancangan Drainase
Berdasarkan hasil observasi lapangan dan analisis perhitungan dapat diketahui bahwa tipe material untuk saluran adalah saluran (channel) natural artinya saluran tanah/batuan yang ada (clean, winding stream) dengan bentuk trapezoidal atau rektangular. Nilai koefisien kekasaran (manning roughness coefficient) untuk natural stream channel sadalah (n) = 0.040. Perhitungan kedalaman aliran pada saluran trapezoidal mempunyai koefisien manning rughness (n) = 0,040 (untuk kanal yang alami), S = 0,07, y = 1/3 = 0.577 dan Q = 1,106 m3/s Metoda pemecahan dengan perhitungan kedalaman (d), lihat gambar dibawah
Dimana, = 60. Berdasarkan pada aliran air (flow rate) kedalam saluran air dan perhitungan ukuran saluran air, dimana B =0,35
m; Bw = 0,25 m; d = 0,30 m; A = 0,624 m2; = 60.
768.10
106.16
25
d
mmBw 25.0293.0
mmB 35.0385.0
2624.0 mA
md 60.0
-
iv
d = 0.30 m
Bw = 0.25 m
B =0,35 m
1
z
= 60
-
v
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................................................................. i SARI ............................................................................................................ ii DAFTAR ISI ................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... iv DAFTAR TABEL .......................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. v BAB I PENDAHULUAN 1 1 1.1. Latar belakang Masalah .... 1 1 1.2. Ruang Lingkup Kegiatan ......... 1 - 2 1.3. Tujuan ....................... 1 - 2 1.4. Sasaran .............. 1 - 2 1.5. Lokasi Kegiatan ....... 1 - 3
BAB II KEADAAN UMUM 2 1 2.1 Tinjauan Geologi Regional Daerah Tenggarong ............. 2 1 2.2 Geologi ............................................................................. 2 1 2.2.1. Hidrologi dan Hidrogeologi ................................... 2 3
BAB III TINJAUAN TEORI ..................................................................... 3 1 3.1. Beberapa Istilah Penting ................................................. 3 1 BAB IV PEMBAHASAN ........................................................................... 4 1 4.1. Hasil Penyelidikan .......................................................... 4 1 4.2. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Aquifer Dangkal dan Aquifer Dalam ............................................................ 4 2 4.3. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Aquifer Dangkal dan Sedang pada Aquifer Dalam ........................................... 4 2 4.4. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Aquifer Dangkal dan Aquifer Dalam .......................................................... 4 3 4.5. Rancangan Drainase ........................................................ 4 3 BAB V METODOLOGI 5 1 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 6 1 6.1. Kesimpulan ....................................................................... 6 1 6.2. Saran ............................................................................... 6 1 DAFTAR PUSTAKA .
-
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman
1.1. Lokasi Kegiatan ............................................................................ 1 3
3.2. Skema Untuk Menggambarkan Pengertian Permebilitas
dan Transmisibilitas ....................................................................... 3 4
3.3. Koefesiensi Penyimpanan ........................................................... 3 5
3.4. Jenis-Jenis Aquifer ..................................................................... 3 6
3.5. Gambaran Skematis Suatu Uji Pemompaan .............................. 3 9
3.6. Penurunan Muka Air pada Aqufer Tertekan .............................. 3 10
3.7. Penurunan Muka Air pada Aqufer Bebas .................................... 3 10
3.8. Beberapa Penampang Saluran Air .............................................. 3 15
4.1. Dimensi Bentuk Aliran ................................................................... 4 4
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1. Beberapa Harga Permeabilitas ..................................................... 3 1
2.1. Peta geologi Daerah Penelitian ..................................................... 2 2
2.2. Peta Hidrogeologi Daerah Penelitian ........................................... 2 5
3.1. Skema Percobaan Darcy .............................................................. 3 3
4.1. Ukuran Dari Saluran Air Terbuka ................................................. 4 5
-
1 - 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Air bawah tanah pada tambang batubara sangat berpengaruh pada
produktivitas penambangan terutama pada tambang batubara bawah tanah
(underground mining), masalah air tanah tersebut perlu dikelola secara baik.
Pengelolaan masalah air tanah meliputi pengawasan (monitoring), pencegahan
dan pengendalian air bawah tanah baik jumlah aliran air tambang (debit) yang
masuk maupun pengawasan terhadap sumber air pada tambang bawah tanah
tersebut.
Air bawah tanah pada lokasi tambang tanah (underground mining), biasanya
berasal dari rembesan/bocoran (seepage/leakage) yang keluar melalui struktur
batuan, berupa aliran pada lapisan akifer, rekahan, dan patahan. Terpotongnya
jalur lapisan akifer karena pembuatan lubang bukaan tambang (opening) atau
kegiatan penambangan dapat menjadi masalah tersendiri. Pada kegiatan
penambangan bawah tanah pembuangan air merupakan suatu yang mutlak
harus dilakukan demi menjaga keamanan, keselamatan dan produktivitas
penambangan, terutama bila elevasi tambang tersebut berada di bawah muka
air tanah.
Pada tambang bawah tanah pengelolaan air tambang berupa,
a). Pencegahan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine
dranage).
b). Pengendalian air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine
dewatering).
c). Pengawasan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang
(monitoring).
-
1 - 2
1.2. Ruang Lingkup Kegiatan
Ruang lingkup kegiatan penelitian ini meliputi :
a. Pembuatan Kerangka acuan kerja
b. Studi literature
c. Persiapan administrasi dan peralatan
d. Penelitian hidrogeologi
e. Pengambilan data sekunder
f. Evaluasi hasil penelitian
g. Pelaporan dan tulisan ilmiah
1.3. Tujuan
Melakukan penelitian secara detail tentang hidrogeologi di tambang batubara
bawah tanah untuk mendukung dalam penyusunan rencana disain sistem
drainase, sehingga keberadaan air tanah dapat secara optimal dapat
ditanggulangi. Selain itu sesuai dengan pihak Ditjen Minerbapabum bahwa
kegiatan ini untuk mendukung kebijakan Pemerintah di dalam pengembangan
tambang batubara bawah tanah.
Tujuan lain adalah agar sistem dan rancangan sistem drainase pada tambang
batubara bawah tanah.dapat diterapkan dalam kegiatan penambangan.
1.4. Sasaran
Sasarannya dari kegiatan ini adalah diperolehnya satu perencanaan sistem
drainase pada tambang batubara bawah tanah.yang baik pada lokasi tambang
batubara bawah tanah. Selain itu saran dari hasil penelitian ini untuk membantu
Ditjen Minerbapabum bahwa hasil penelitian ini bisa diterapkan atau
dikomunikasikan dengan tambang-tambang lain sejenis yang ada di tempat lain
-
1 - 3
1.5. Lokasi Kegiatan
Lokasi kegiatan penelitian dilakukan pada 2 (dua) lokasi tambang batubara
bawah tanah yaitu PT. Fajar Bumi Sakti di Tenggarong dan PT. Indominco
Mandiri di Bontang. Untuk mencapai kedua lokasi tersebut dapat melalui jalan
darat dari ibukota provinsi Kalimantan Timur Samarinda. Kedua tempat tempat
penelitian tersebut berada di provinsi Kalimantan Timur. (Gambar 1.1.)
Gambar 1.1 Lokasi Daerah Penelitian
Gambar 1.1. Peta Lokasi Kegiatan
Lokasi
Kegiatan
-
2 - 1
BAB II
KEADAAN UMUM
2.1 Tinjauan Geologi Regional Daerah Tenggarong
Terdapat dua formasi geologi yang paling penting untuk diberi perhatian di
wilayah penelitian yaitu Formasi Balikpapan dan Pulau Balang. Formasi
Balikpapan terdiri atas perselingan batupasir dan lempung dengan sisipan
lanau, serpih, batugamping dan batubara. Batupasir kuarsa, putih kekuningan,
tebal 1-3 m, sisipan seam batubara 5-10 cm. Batupasir gampingan, coklat,
berstruktur sedimen, lapisan bersusun dan silang siur, tebal 20-40cm,
mengandung foraminifera kecil, sisipan tipis karbon. Lempung kelabu
kehitaman, setempat sisa tumbuhan,, oksida besi yg mengisi rekahan setempat
mengandung lensa batupasir gampingan. Lanau gampingan, berlapis tipis,
serpih kecoklatan, berlapis tipis. Batugamping pasiran, foraminifera besar,
moluska, menunjukkan umur Miosen Akhir bagian bawah Miosen Tengah
bagian atas. Lingkungan pengendapan, dataran delta, tebal 1000 1500 m.
Formasi Pulau Balang terdiri atas perselingan antara greywacke dan batupasir
kuarsa dengan sisipan batugamping, batulempung, batubara dan tuf dasit.
Batupasir greywacke, kelabu kehijauan, padat, tebal 0,5-1 m. Batupasir kuarsa,
kelabu kemerahan, setempat tufan dan gampingan, tebal 15-60cm.
Batugamping, coklat muda kekuningan, foraminifera besar, sebagai sisipan
atau lensa dalam batupasir kuarsa, tebal 10-40cm. Umur Miosen Tengah
dengan lingkungan pengendapan laut dangkal. Batulempung kelabu
kehitaman, tebal 1-2cm, setempat berselingan dengan batubara tebal sampai 4
m. Tufa dasit merupakan sisipan dalam batupasir kuarsa.
2.2. Geologi
Wilayah penambangan PT. Indominco termasuk dalam cekungan Kutai. Litologi
di wilayah ini merupakan endapan sedimen berumur Miosen da Pliosen yang
mendasari daerah Kalimatan Timur, terlipat menjadi beberapa antiklin dan
sinklin berarah utara hingga timur laut membentuk Antiklinorium Samarinda.
-
2 - 2
Daerah Bontang terletak di pinggir timur struktur ini. Secara garis besar
terdapat lima (5) kelompok batuan.
Satu dari lima kelompok batuan tersebut adalah Formasi Kampung Baru yang
berumur Miosen Tengah sampai Pliosen. Kelompok iini dibedakan atas
Formasi Tanjungbaru dan Formasi Sepinggan. Dari kelima kelompok batuan
tersebut hanya kelompok Kampungbaru yang mempunyai peranan penting bagi
pembentukan akifer tertekan pada daerah satuan bermorfologi dataran. Hal ini
disebabkan oleh sifat batuan penyusunnya yang lurus air, dank arena
penyebarannya mendominasi bagian timur daerah penyelidikan. Kelompok
Kampungbaru ini sangat mendukung terbentuknya akifer tertekan.
Gambar 2 - 1. Peta Geologi Daerah Penelitian
-
2 - 3
2.2.1. Hidrologi dan Hidrogeologi
2.2.1.1. Tata Sungai
Aliran sungai umumnya berasal dari daerah bermorfologi perbukitan terjal
dibagian barat menuju ke daerah bermorfologi perbukitan landai (dan ke
daerah di bagian timur). Sungai utama yang mengalir di daerah ini adalah
Sungai Santan yang terdapat di bagian selatan, mengalir dari baratke timur.
Sungai Palakan mengalir dari utara kea rah selatan bermuaa di Sungai Santan,
Sungai Bontang terletak dibagian tengah daerah penelitian mengalir dari barat
ke timir, sementara Sungai Kenibungan terletak di bagian utara mengalir dari
barat ke timur.
Permasalahan air bawah tanah dan permukaa perlu dipertimbangkan karena
permeability rendah, curah hujan tinggi (rata-rata tahunan) dan beberapa aliran
akan bermuara ke Sungai Bontang dan Sungai Santan dimana melewati
kawasan permukiman sehingga perlu penanganan lebih hati-hati supaya tidak
menimbulkan bencana di daerah aliran sungai tersebut.
Sungai di Blok Timur berpola sub parallel dendritik terletak pada satuan
morfologi perbukitan berlereng terjal, dengan lembah berbentuk V yang sempit
dan arah erosi vertical, batuan penyusun homogeny yang dominan batu
lempung berstadia muda dewasa, misalnya Sungai Palakan dan Sungai
Bontang bagian hulu.
Sungai Blok Barat yang berpola subparallel dendritik terletak pada satuan
morfologi perbukitan berlereng landai, batuan penyusun homogendidominasi
batupasir, pada umumnya mempunyai lembah yang cukup lebar termasuk
berstadia dewasa. Sedang sungai Santan bagian hilir sudah bermeander
dengan arah erosi ke samping dan bentuk lembah mencerminkan stadia
dewasa tua.
-
2 - 4
2.2.1.2. Sistem dan Produktivitas Akuifer
Batuan penyusun daerah penelitian atau 5 kelompok meliputi formasi
pemaluan, formasi Pulubalang, formasi Balikpapan, formasi Kampong Baru,
dan endapan alluvia. Tiap kelompok batuan tersebut mempunyai sistem akuifer
yang berbeda tergantung pada komposisi batuan penyusunnya , sehingga
produktivitasnya juga berbeda. Secara umum sistem dan produktivitas akuifer
beberapa kelompok batuan yang penting, dapat diuraikan seperti dibawah ini :
- Formasi Pulubalang tersusun oleh perselingan antara batupasir kuarsa
dengan batulanau dan kadang-kadang terdapat batu gamping dan batu
lempung. Sistem akuifer berupa ruang antar butir dan celah, kelulusan
secara umum sedang dengan produktivitas terhadap air tanah termasuk
sedang
- Formasi Balikpapan tersusun oleh batu pasir, perselingan antara batu
pasir kuarsa dengan batu lanau dan kadang-kadang terdapat batu
gamping dan batu lempung. Sistem akuifer berupa ruang antar butir dan
celah, kelulusan secara umum sedang tinggi dengan produktivitas
terhadap air tanah termasuk sedang tinggi
- Formasi Kampung Baru terdiri atas perselingan antara serpih, lempung,
batu lanau, pasir dan baubara. Sistem akuifer berupa celah dan ruang
antar butir dengan kelulusan rendah sampai sedang sehingga
produktivitasnya kecil sampai sedang.
- Endapan alluvial tersusun oleh lempung, pasir, kerikil dan sisa
tumbuhan. Sistem akuifer termasuk ruang antar butir dengan kelulusan
rendah sampai tinggi tetapi umunya mempunyai produktivitas kecil.
Penyusun bahan di Bolk Timur termasuk dalam formasi Pulubalang, didominasi
oleh batu lanau, perselingan batu pasir dengan batu lanau dan kadang-kadang
-
2 - 5
batu gamping. Sistem dan produktivitas akuifer di Blok Timur dengan kelulusan
rendah sampai sedang sehingga produktivitasnya kecil sampai sedang.
Penyusun batuan di Blok Barat termasuk dalam formasi Balikpapan, didominasi
oleh batu pasir, perselingan batu pasir dengan batu lanau dan kadang-kadang
batu gamping. Sistem dan produktivitas akuifer di Blok Barat dengan kelulusan
sedang tinggi sehingga produktivitasnga sedang-tinggi.
Gambar 2 2. Peta Hidrogeologi Daerah Penelitian
-
3 - 1
BAB III
TINJAUAN TEORI
Secara hidrologis air dibawah tanah dapat dibedakan menjadi air pada daerah
yang tak jenuh dan air pada daerah jenuh air. Daerah tak jenuh umumnya
terdapat pada bagian teratas dari lapisan tanah dicirikan oleh gabungan antara
material padatan, air dalam bentuk air absorpsi, air kapiler dan air infiltrasi,
serta gas/udara daerah ini dipisahkan dari daerah jenuh oleh jaringan kapiler,
air yang berada pada daerah jenuh disebut air tanah.
3.1. Beberapa istilah penting:
1. Aquifer adalah lapisan batuan/tanah yang permeable atau lulus,
sehingga dapat meluluskan air. Tiga tipe aquifer yang dikenal adalah :
- Aquifer pori yang kelulusannya disebabkan oleh pori-pori diantara
butir-butir padatan; umumnya lapisan sedimen.
- Aquifer rekahan yang kelulusannya dipengaruhi oleh rekahan-
rekahan yang terdapat pada lapisan batuan : umumnya batuan
beku.
- Karst aquifer yang merupakan lapisan batu gamping.
2. Aquifuge adalah lapisan batuan atau tanah yang impermeable/tidak
lulus air sehingga tidak memeliki kemampuan untuk menyimpan dan
meluluskan air
3. Aquiclude adalah lapisan batuan atau tanah yang dapat menyimpan
air tetapi tidak dapat mengalirkannya
4. Aquitard merupakan aquifer yang secara regional mempengaruhi
neraca air tetapi tidak cukup untuk dapat dimanfaatkan.
Sifat-sifat Aquifer
1. Porositas/kesarangan
Lapisan tanah yang porous memiliki ruang-ruang di antara butir butir
padatannya ruang-ruang itu disebut pori dan berisi fluida (cairan atau
gas). Jika V adalah volume medium porous, adalah volume padatan
-
3 - 2
dan V F adalah volume ruang/pori, maka n = VF/V Porositas atau
kesarangan volume dan umumnya dinyatakan dalam %.
2. Permeabilitas/kelulusan
Permeabilitas adalah sifat spesifik dari suatu mdium padat, dalam hal
ini lapisan batuan untuk meluluskan fluida (cairan atau gas)
Percobaan yang dilakukan oleh DARCY pada tahun 1856 meng-
gambarkan aliran air tanah serta pengertian tentang permeabilitas, yang
dikenal sebagai hukum DARCY
Q = - K F ch/dl
Dengan Q adalah jumlah air yang mengalir melalui suatu satuan luas f
dengan gradean hidrolik sebesar dh/dl. Faktor proposionalitas K disebut
permeabilitas atau konduktivitashidrolik yang memiliki satuan m/s.
Harga permeabilitas begantungpada ruang/pora sifat cairan dan
gravitasi berapa conto harga permeabilitas dapat di;ihat pada tabel VI
3. Transmisibilitas
THEIS (1935) yang pertama kali mengajukan istilah transmisivitas atau
transmisibilitas untuk menggambarkan sifat transportasi dari aquifer.
Transmisivitas atau transmisibilitas untuk menggambarkan sifat
transportasi dari aquifer.
Transmisibilitas (m2/s) pada suatu mdium porous yang isotrop dan
cairan yang homogen menggambarkan jumlah cairan dengan viskositas
dan gradien hidrolik tertentu yang mengalir tegak lurus melalui suatu
bidang selebar 1 m dan setinggi ketebalan lapisan jenuh/aquifer.
-
3 - 3
Gambar. 10
Skema Percobaan Darcy
Tabel 3.1 Beberapa Harga Permeabilitas
K [m/s]
Kerikil 10-2 1
Pasir 10-5 10-2
Pasir halus/lempungan 10-6 10-5
Kaolinit 10-8
montmorillonit 10-10
Jadi transmisibilitas (T) merupakan hasil perkalian dari permeabilitas K
dengan ketebalan lapisan jenuh m :
T = K dm = K m
Standar
V
F1
F2
Q
Q
L
h1-h2
Z2
P2/y
Z1
P1/y
h1 h1
Gambar 3.1 Skema Percobaan Darcy
-
3 - 4
4. Storage Coefficient dan Specific Yield
Koefisien penyimpanan (storage coefficient ) adalah suatu perbandingan
antara volumen air yang dikeluarkan dari atau dimasukkan ke dalam
aquifer melalui suatu satuan luas sebesar 1 m2 jika terjadi perubahan
muka air tanah sebesar 1 m dengan volumen 1 m3. Untuk aquifer bebas
definisi diatas disebut specific yield
Gambar 3.2 Skema untuk menggambarkan pengertian
Permeabilitas dan transmisibilitas
Aliran Air tanah
1 m
m
Aquifer
Untuk T : Lebar 1 m, tinggi = ketebalan aquifer
Untuk K : Lebar 1 m, tinggi 1 m
-
3 - 5
Jenis-jenis Aquifer Pori
1. Aquifer tertekan (contined aquifer)
Aquifer tertekan (contined aquifer) merupakan lapisan permeabel yang
sepenuhnya jeuh oleh air dandibatasi oleh lapisan-lapisan impermeabel
(confining beds) baik dibagian atas maupun dibagian bawahnya air yang
berada di dalam aquifer tersebut berada dalam kondisi tertekan
sehingga jika terdapat sumur yang menembus aquifer tersebut muka air
tanah pada sumur tersebut akan lebih tinggi dari batas aquifer. Bila air
pada sumur tersebut lebih tinggi dari pada permukaan tanah, maka
disebut aquifer yang artesis.
2. Aquifer Setengah Tertekan (sami confined aquifer)
Aquifer setengah tertekan atau disebut juga leaky aquifer merupakan
lapisan yang jenuh air dan pada bagian atasnya dibatasi oleh lapisan
yang semi-permeabel dan pada bagian bawah dibatasi oleh lapisan
Gambar 3.3.
Koefesien Penyimpanan
Drawdow
n
s Drawdown
m
m
s
-
3 - 6
impermeabel atau juga semi-permeabel . Pada aquifer ini dapat terjadi
aliran air dengan arah vertical antara aquifer dan lapisan semi-
permwabel di atasnya fenomena ini disebut leakage.
3. Aquifer setengah bebas (semi-uncunfined aquifer)
Jika lapisan sewmi-permeabel yang berada diatas aquifer memiliki
permeabilitas yang cukup besar sehingga aliran horizontal pada lapisan
tersebut tidak dapat diabaikan maka aquifer tersebut disebut aquifer
setengah bebas.
4. Aquifer Bebas (unconfined aquifer)
Pada aquifer ini hanya sebagain dari ketebalan lapisan yang permeabel
yang terisi oleh air atau jenuh air. Lapisan tersebut dibatasi oleh lapisan
impermeabel di bawahnya batas atas aquifer berbentuk muka air tanah
yang dalam keadaan setimbang dengan tekanan udara.
Gambar 3.4
Jenis jenis Aquifer
Berbutir halus
K m
semi tertekan
K < < K m
K = O
K m
tertekan
Semi permeabel
Tidak permeabel
K = K
m
semi bebas
Aquifer
Berbutir halus
Muka air piezometrik
K m
semi bebas
K < < K
Muka air
-
3 - 7
Uji Aquifer
Untuk mengetahui karakteristik hidrolik aquifer serta potensi air tanah maka
perlu dilakukan pengujian.
Jenis-jenis pengujian yang umum dilakukan
a. Pengujian untuk menentukan permeabilitas/konduktivitas hidrolik K dari satu
lubang bor
(1) Falling Head Test
Pertama-tam air di isikan pada sumur sehingga muka air dalam sumur
lebih tinggi dari muka air tanah. Peneurunan muka air terhadap waktu
dicatat cara perhitungan lihat lembar formulir untuk falling head
permeability test
(2) Constant head permeability test
Cara pengujian ini umumnya dilakukan pada sumur-sumur yang dalam
atau miring (inclinec) dan dianggap lebih akurat bila dibandingkan falling
head test
Cara ini dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :
- Muka air pada sumur dibuat tetap pada tinggi tertentu dari tinggi
muka air tanah awal, atau
- Dengan merupakan air dengan tekanan, kezona yang akan dites
menggunakan packer
b. Uji pemompaan merupakan alat bant yang terpenting dalam penyelidikan
hidrogeologi. Dengan cara ini dapat ditentukan karakteristik kapasitas
sumur (well test dan parameterhidrolik) dari aquifer ( aquifer test ).
Untuk pengujian ini diperlukan satu sumur pemompaan dan paling sedikit
sumur pengamat. Padasaat pemompaan muka air tanah baik pada sumur
maupun pada sumur pengamat di ukur.
-
3 - 8
Jika sebuah sumur yang dipompa dengan debit konstan maka akan
terbentu sebuah kerucut penurunan muka air tanah yang pada waktu t
mencapaijarak jarak maksimal. Pada keadaan ini terdapat 2 macam kondisi
yang mungkin terjadi yaitu :
- Kondisi unsteady atau tidak stasioner dimana muka air tanah
merupakan fungsi dari waktu
- Kondisi steady atau stasioner dimana muka air tanah konstan
terhadap waktu.
3. Pengujian Sumur
Untuk suatu sumur produksi yang telah selesai perlu dilakukan well test
yang bertujuan untuk memeriksa kondisi sumur tersebu. Dalam pengujian
ini pemompaan umumnya dilakukan secara bertahap (step draw down test)
well loss dapat dilakukan dengan rumus :
Well loss = CQ2 (m)
Dimana :
C = konstanta well loss ( detik2/m3)
= s / Q - /
Q = Debit Pemompaan (m3 /detik )
Pada sumur yang baik, sumur tersebut akan stabil dan harga C akan
konstan selama step drawdown test jika C selalu berubah berarti sumur
tidak stabil.
Produktivitas sumur ditentukan oleh kapasitas spesifiknya kapasitas yang
tinggi umumnya menunjukkan transmissibilitas yang tinggi, demikian pula
sebaliknya.
Kapasitas spesifik ; Q/S
Dimana :
Q = detik pemompaan ( m3 / s )
S = penurunan muka air tanah (m)
-
3 - 9
3. Uji Aquifer
1. Aquifer tertekan - kondisi unsteady
a. Cara cooper Jacob
b. Metoda recovery dari Theis & Jacob
Gambar 3.5
Gambaran Skematis Suatu Uji Pemompaan
2m
m a
eq
uip
ote
nti
al
Stromfaden
P`P P`P
Lapisan permeabel
m a t awal F
F`
F
A
B
F`
F = F`
2m
m b
eq
uip
ote
nti
al
Stromfaden
P`P P`P
Lapisan permeabel
m a t awal F
F`
F
A
B
F`
C
Zone aufsteigender
Wasserbewegung
F = F`
-
3 - 10
2. Aquifer tertekan kondisi steady
3. Aquifer bebas
- Cara depuit theim
Gambar 3.6
Penurunan muka air pada aquifer tertekan
m h1 h2
m.a piezometrik
r2
r1
s2
s1
Q
Gambar 3.7
Penurunan muka air pada aquifer bebas
m h1 h2
r2
r1
s2
s1
Q
m.a.t
-
3 - 11
Penirisan Tambang
Penanganan masalah air dalam suatu tambang dapat dibedakan :
1. Mine Drainage yang merupakan upaya untuk mencegah masuk
mengalirnya air ketempat pengaliran. Hal ini umumnya dilakukan untuk
penenganan air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan (
sungai, danau, dan lain-lain)
2. Mine Dewatering yang merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang
telah masuk ke tempat penggalian.
Air Permukaan
Sumber utama air permukaan pada suatu tambang terbuka adalah air hujan
curah hujan yang relatif tinggi pada tambang di Indonesia berakibat penting
penanganan air hujan yang baik agar produktivitas tambang tidak menurun.
1. Saluran Air
Saluran air di tambang berfungsi untuk menampung lipasan permukaan
pada suatu daerah dan mengalirkannya ke tempat pengumpulan (sumuran)
atau tempat lainny. Untuk menghitung jumlah air/limpasan permukaan dari
suatu daerah dapat digunakan rumus rasional yaitu :
Q = 1,278 C I A
Dengan
Q = debit ( m3/s )
C = Koefisien limpasan
I = intensitas hujan ( mm/ h )
A = luas daerah ( km2 )
-
3 - 12
Beberapa asumsi dalam penggunaan rumus ini adalah :
- Frekkuensi hujan = frekuensi limpasan
- Hujan terdistribusi secara merata seluruh daerah
- Debit maksimal merupakan fungsi intensitas hujan dan tercapai pada
akhir waktu konsentrasi
Dengan demikian penggunaan rumus ini hanya terbatas pada suatu daerah
yang relatif kecil dan homogen persyaratan ini umumnya di penuhi oleh daerah-
daerah tambang terbuka waktu konsentrat dapat dihitung dengan rumusan dari
KIRPICH, Yaitu :
T1 = 0,0195 L
Dengan :
tc = waktu konsentrat ( menit )
L = arak terjauh dalam daerah pengaliran ke titik perhitungan ( m )
S = Gradien
Koefisien limpasan dipengaruhi oleh faktor-faktor tutupan tanah, kemiringan,
intersitas, dan lamanya hujan. Koefisien ini merupakan suatu konstanta yang
menggambarkan dampak proses infiltrasi, penggunaan retention dan intersepsi
pada daerah tersebut.
Dalam merancang bentuk dan dimentasi saluran air, perlu dilakukan anlisis
sehingga saluran air tersebut dapat memenuhi hal-hal berikut :
- Dapat mengalirkan debit air yang direncanakan
- Kecepatan air sedemikian sehingga tidak terjadi
pengendapan/sedimentasi
- Kecepatan air sedemikian sehingga tidak merusak saluran
( erosi )
- Kemudian dalam penggalian
Bentuk penampang saluran seluruh air umumnya dipilih berdasarkan debit air,
tipe material pembentuk saluran serta kemudahan dalam pembuatannya
-
3 - 13
saluran air dengan penampang segi empat atau segi tiga umumnya untuk debit
kecil sedangkan penampang trapesium untuk debit yang besar.
Perhitungan kapasitas pengaliran suatu saluran air dilakukan dengan rumus
Manning
Q = R S A
Q = A S
N P
Dengan :
Q = debit
R = jari-jari hidrolik = A/P
S = Gradien
A = luas penampang basah
P = keliling basah
n = koefisien kekasaran manning, yang menunjukkan kekasaran dinding
saluran
Dimensi penampang yang paling efisien yaitu dapat mengalirkan debit yang
maksimum untuk suatu luas penampang basah tertentu diperoleh jika P
mnimum dimensi penampang yang paling efisien untuk beberapa bentuk
saluran air adalah sbb :
1). Penampang segitiga
Sudut tengah = 90 ------------------ z = 1
A = h2
P = 2 h
h R = ---------------
2
-
3 - 14
2). Penampang segi empat
B = 2 h
A = 2 h2
P = 4 h
R = h
3). Penapang trapesium
Q = 60o -------- z =
B = 2 h
A = ( B + z ) h
R =
-
3 - 15
2. Sumuran ( Sump )
Sumuran berfungsi sebagai penampung air sebelum dipompa ke luar
tambang dengan demikian dimensi ini sangat tergantung dari jumlah air
yang masuk serta keluar dari sumuran. Jumlah air yang masuk kedalam
sumuran merupakan jumlah air yang dialirkan oleh saluran-saluran jumlah
o
A h
1
Z
1
Z
o
h
B
o
h 1
Z
1
Z B
90
P
Gambar 3.8 Beberapa Penampang Saluran Air
-
3 - 16
limpasan permukaan yang langsung mengalir ke sumuran dan curah hujan
yang jatuh di sumuran.
Sedangkan jumlah air yang keluar dapat dianggap sebagai kapasitas
pompa, karena penguapan dianggap tidak terlalu berarti. Dengan
melakukan optimasi antar infut ( masukan ) dan output ( keluaran ) maka
dapat ditentukan dimensi sumuran.
B. Air Tanah
Pengaruh air tanah pada tambang terbuka selain dari tergenangnya permukaan
kerja karena aliran air tanah adalah pengaruhnya pada kestabilan baik lereng
tambang maupun lantai tambang, jika terdapat aquifer tertekan. Metoda
penirisan untuk air tanah sangat tergantung kondisi air tanah serta aquifer di
daerah tersebut.
Beberapa Metoda Yang Dikenal Adalah
a. Lubang penirisan horizontal
Keuntungan cara ini adalah :
- Relatif dengan cepat dan mudah dibuat
- Penirisan berdasarkan gravitasi sehingga tidak memerlukan
pompa
- Hanya memerlukan perawatan yangminimal
- Fleksibel terhadap perubahan struktur geologi
b. Sumur penirisan Vartikel
Keuntungan cara ini adalah :
- Dapat dibuat sebelum penggalian dimulai
- Instalasinga tidak mengganggu kegiatan produksi
- Pre-mining dranainage akan mengurangi biaya peledakan dan
pengangkutan
- Air yang yangdipompa dapat dimanfaatkan
-
3 - 17
Kerugian
- Modal awal untuk perawatan
- Jika terjadi kemacetan akan mengakibatkan tekanan air tanah.
-
4 - 1
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penyelidikan
Daerah penyelidikan secara hidrogeologis dinamakan Cekungan Airtanah
Kalimantan timur dengan batas-batas : di sebelah utara adalah pemisah air
permukaan (surface water divide) yang kedudukannya mendekati sumbu
antiklin Mentawir, di sebelah barat adalah Teluk Balikpapan, di sebelah selatan
dan timur adalah Selat Makasar.
Sistem akuifer utama cekungan Airtanah dibentuk oleh endapan aluvial,
dengan sistem aliran airtanah melalui ruang antar butir dan gabungan antara
celahan dan ruang antar butir. Jenisnya terdiri atas akuifer tidak tertekan
(unconfined aquifer) atau akuifer dangkal (shallow aquifer) dan akuifer tertekan
(confined aquifer) atau akuifer dalam (deep aquifer). Aliran airtanah pada
sistem akuifer dangkal secara umum dikontrol oleh kondisi morfologi setempat;
di daerah pantai menuju ke arah garis pantai. Pada sistem akuifer dalam,
berdasarkan data sumur-sumurbor yang tersedia dan terkonsentrasikan di
sekitar daerah penyelidikan, aliran airtanah menuju ke arah selatan.
Jumlah airtanah di daerah ini, berdasarkan hasil penghitungan dengan metode
neraca air, sekitar 197,8 juta m3/tahun atau sekitar 16 % dari curah hujan
tahunan di cekungan. Sebagian dari jumlah airtanah tersebut mengalir secara
wajar pada sistem akuifer dalam sebesar 15,3 juta m3/tahun. Daerah imbuh
(recharge area) sistem akuifer dalam itu terletak di bagian utara daerah
penyelidikan dan sekitarnya. Berdasarkan jumlah, mutu, dan kedudukan muka
airtanah pada setiap sistem akuifer utama, daerah penyelidikan dibagi menjadi
3 (tiga) wilayah potensi airtanah, yakni:
-
4 - 2
4.2. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Akuifer Dangkal dan Akuifer
Dalam
Wilayah ini menempati daerah sepanjang pantai selatan yang membentang
dari bagian barat sampai di timur, serta di utara yang mendekati batas
pemisah air permukaan.-
Akuifer dangkal berkedudukan antara 1,0 - 20 meter di bawah muka tanah
setempat (mbmt), kedalaman sumurgali antara 1,5 6,3 mbmt, kedudukan
muka airtanah statis (MAS) antara 0,2 3,8 mbmt, fluktuasi muka airtanah
antara 1,0 - 3,5 m, harga kelulusan (K) antara 1,8 x 10-3 - 2,6 x 10-3 cm/dtk,
harga keterusan (T) antara 10,1 - 37,7 m2/hari, debit jenis (Qs) antara 0,17 -
0,21 l/dtk/m, debit optimum (Qopt) antara 2,2 3,5 l/dtk, mutu airtanah cukup
memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.
Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 25 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,8
29 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10 - 750 m2/hari, Qs
antara 0,54 - 0,80 l/dtk/m, Qopt antara 5,4 - 12 l/dtk, mutu airtanah umumnya
mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang disarankan
untuk air minum.
4.3. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Akuifer Dangkal dan Sedang
pada Akuifer Dalam
Wilayah ini menempati bagian sayap Antiklin Klandasan dan Mentawir. Akuifer
dangkal berkedudukan antara 0,9 - 17,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara
1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00 mbmt, fluktuasi muka
airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 -
16,7 m2/hari, Qs antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, Qopt antara 1,2 - 1,7 l/dtk, mutu
airtanah akuifer ini umumnya memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.
Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 30 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,7 -
70,0 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10,5 - 35,8 m2/hari,
Qs antara 0,35 - 0,54 l/dtk/m, Qopt antara 3,5 - 8,1 l/dtk, mutu airtanah
-
4 - 3
umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang
tidak disarankan untuk air minum.
4.4. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Akuifer Dangkal dan Akuifer
Dalam
Wilayah ini menempati inti Sinklin Wain dan sekitarnya yang berada di bagian
tengah daerah penyelidikan.
Akuifer dangkal diperkirakan berkedudukan antara 1,1 - 20,0 mbmt, kedalaman
sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00
mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2
cm/dtk, T antara 0,7 - 1,26 m2/hari, Qs antara 0,16 - 0,21 l/dtk/m, Qopt < 2,0
l/dtk, mutu airtanah umumnya cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air
minum.
Akuifer dalam berkedudukan 50 - 300 mbmt namun umumnya lebih dalam dari
150 mbmt, MAS sekitar 0,02 - 1,59 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T
sekitar 30 m2/hari, Qs lebih kecil dari 0,3 l/dtk/m, Qopt < 2 l/dtk, mutu airtanah
umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang
tidak disarankan untuk air minum.
4.5. Rancangan Drainase
Berdasarkan hasil observasi lapangan dan analisis perhitungan dapat diketahui
bahwa tipe material untuk saluran adalah saluran (channel) natural artinya
saluran tanah/batuan yang ada (clean, winding stream). Nilai koefisien
kekasaran (manning roughness coefficient) untuk natural stream channels
adalah (n) = 0.040.
Perhitungan kedalaman aliran pada saluran trapezoidal mempunyai koefisien
manning rughness (n) = 0,040 (untuk kanal yang alami), S = 0,07, y = 1/3 =
0.577 dan Q = 1,106 m3/s
Dengan metoda pemecaham dengan perhitungan kedalaman (d), lihat gambar
4 1.
-
4 - 4
Dimana, = 60
Gambar 4.1 Dimensi Bentuk Aliran
Berdasarkan kepada aliran air (flow rate) kedalam saluran air dan perhitungan
ukuran saluran air, dimana B =1,40 m; Bw = 0,70 m; d = 0,60 m; A = 0,624 m2;
= 60.
Based on flow rate (Q) into channel and calculation of dimension channel, is; B
= 1.40 m; Bw = 0.70 m; d = 0.60 m; A = 0.624 m2; = 60. If that dimension
channel incomparable with actual dimension channel, that dimension from
actual channel is secure from flow rate (Q). Various dimension of open channel,
see table 12.
d = 0.60 m
Bw = 0.70 m
B =1.40 m
1
z
= 60
768.10
106.16
25
d
mmBw 70.0693.0
mmB 40.1385.1
2624.0 mA
md 60.0
-
4 - 5
TABEL 4 - 2
Ukuran Dari Saluran Air Terbuka
Type Channel Depth (d, m)
Top Width (B, m)
Bottom Width
(Bw, m)
Wide (A, m2)
Slope
Actual dimension of
channel 0.78 1.25 0.80 0.799 60
Natural stream channel 0.60 1.40 0.70 0.624 60
Concrete channel 0.43 1.00 0.50 0.326 60
Measurement 0.10 1.00 0.80 0.090 60
-
5 - 1
BAB V
METODOLOGI
5.1. Metodologi Kegiatan
Metoda dalam kegiatan penelitian yang akan diterapkan dalam kegiatan ini
adalah pengambilan data primer dan sekunder, kompilasi data primer dan
data sekunder, pengolahan dan diskusi serta pembahasan untuk
mendapatkan kesimpulan.
1. Pengumpulan data primer :
a. Pengukuran daerah aliran sungai sekitar tambang
b. Pengamatan/penentuan posisi sumur sekitar tambang
c. Survey hidrogelogi di tambang
d. Pengambilan contoh batuan di tambang
e. Pengujian kualitas batuan (porositas, permeabilitas dll.)
2. Pengumpulan data sekunder :
a. Peta topografi, geologi dan hidrogeologi daerah penelitian dan
sekitarnya
b. Data curah hujan
c. Kualitas air di sekitar tambang
d. Data tambang (luas bukaan, litologi, struktur, kemiringan akifer,
drainase. Dll.)
e. Data pumping test lubang bor di sekitar tambang.
3. Pengolahan data :
a. Potensi dan jenis akifer
-
6 - 1
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan 1. Hasil penyelidikan hidrogeologi tahap awal menunjukkan bahwa
akuifer cukup produktif dibentuk oleh endapan alluvial. Namun tidak di
semua tempat yang disusun oleh ketiga satuan batuan tersebut
dijumpai kandungan airtanah dalam jumlah yang sama karena
tergantung dari tebal akuifer, koefisien kelulusan batuan, dan
intensitas celahannya.
6.2 Saran
1. Dalam setiap kegiatan yang berkaitan dengan pengambilan airtanah,
baik untuk pemanfaatannya sebagai sumber air bersih maupun
sebagai cara untuk mengatasi masalah dalam kegiatan penambangan
batubara (dewatering), perlu dibarengi dengan upaya-upaya pemulihan
potensinya agar sumber daya airtanah tetap terjamin kelestariannya.
2. Singkapan akuifer (aquifer outcrop) utama yang telah diidentifikasi
sebagai daerah imbuh airtanah (groundwater recharge area) perlu
dijadikan kawasan lindung, sehingga kegiatan pengambilan airtanah
untuk tujuan apapun di kawasan tersebut harus dihindari.
3. Penyelidikan hidrogeologi lanjutan bersifat rinci perlu dilakukan, baik
dalam rangka upaya pengembangan pemanfaatan airtanah.
-
3 - 1
DAFTAR PUSTAKA
1. Cannet * 1977 ) Pit Slop Chapter 4 Grounwate
2. Dyck & Peschke ( 1983 ) Grundlagen der Hydrolgie Ernst & Sohn,
Berlin
3. Langguth & Voigt ( 1980 ) Hydrogeologische Methoden Springer
Verlag, Berlin Heidelberg, New York
4. Matthes & Ubell ( 1983 ) Algameine Hydrologie
Grundwasserhaushalt, Gebruader Bornttraeger, Berlin Stuttgart
5. Rangga Raju ( 1981 ) Flow Troughh Open Channel Tata MC Graw-
Hill Publishing Company Ltd, New Delhi
6. Sosrodarsono & Takeda ( 1977 ) Hidrologi Untuk Pengairan PT.
Pradnya Paramita, Jakarta
-
3 - 2
HIDROLOGI
Air secara keseluruhan dibumi ini diperkirakan berjumlah 1386 juta km3 yang
didistribusikan dapat dilihat pada tabel 1. Dari jumlah tersebut hanya sekitar
2,5 km3. Berupa air tawar dan hanya sekitar 220 ribu km3 diantaranya yang
dapat dimanfaatkan oleh manusia.
Tabel. 1
Jumlah Air Dibumi
Suatu bagian dari jumlah air keseluruhan diatas mengalami proses yang
membentuk daur, dimana air mengalami perubahan bentuk dan tempat.
Melalui penguapan air berubah menjadi uap dan naik ke atmospir setelah
mengalami transport dan kondensasi uap air tersebut akan jatuh ke bumi
dalam bentuk presipitasi ( hujan, embun dan salju ). Air yang jatuh didaratan
sebagaian akan menguap, sebagian lagi akan mersap ke dalam tanah dan
bagian lainnya akan mengalir di permukaan menuju ke sungai dan seterusnya
ke laut, daur ini disebut daur hidrologi atau daur air dan dapat digambarkan
seperti pada Gambar. 1
Gambar. 1
Daur Hidrologi 3
-
3 - 3
Daur air dibumi ini menggambarkan suatu sistem transport yang maha besar
dengan matahari sebagai penggerakannya dan atmosfir sebagai mesinnya.
Disamping itu atmospir merupakan peralatan destilasi raksasa yang secara
terus menerus menghasilkan air tawar dari air laut.
Pada umumnya proses-proses yang berkaitan dengan daur air merupakan
proses yang periodic terhadap rang dan waktu yang bergantung pada
pergerakan bumi terhadap matahari dan rotasi bumi pada porosnya. Dengan
demikian proses-proses tersebut sangat erat kaitannya dengan sistem cuaca
dibumi, yang secara skematis digambarkan pada gambar. 2
Cadangan air yang penting bagi manusia adalah air-air permukaan, seperti
sungai dan danau. dan air tanah pada zona yang aktif, hal tersebut
disebabkan oleh pertambangan ketersediaan dan pembaharuannya, secara
kuantitatif daur air digambarkan dalam neraca air yang merupakan fungsi dari
ruang dan waktu. Dalamneraca air digambarkan hubungan antara presipitasi (
P ) penguapan ( E ) limpasan R dan perubahan penyimpanan ( dS ) sbb :
P = E + R + dS
Sebagai gambaran, pada tabel II terlihat beberapa harga komponen hidrologi
di bumi
Gambar. 2
Sistem Cuaca Dunia 5
-
3 - 4
Tabel. II
Komponen Neraca Air Dunia
A. CURAH HUJAN
Uap air di atmosfir yang terkondensasi dan jatuh ke bumi secara umum
disebut presipitasi, yang dapat berbentuk hujan, salju, hujan es dan embun.
Satuan curah hujan adalah mm yang berarti jumlah air hujan yang jatuh pada
satu satuan luas, dengan demikian 1 mm adalah 1 liter per m2. Derajat curah
hujan dinyatakan dalam curah hujan per satuan waktu dan disebut intensitas
hujan. Hubungan antara derajat, keadaan dan intensitas hujan terlihat pada
tabel III dan IV.
Tabel. III
Derajat Dan Intensitas Hujan
Tabel. IV
Keadaan Dan Intensitas Curah Hujan
Berdasarkan pergerakan udara penyebab turunnya hujan dapat di bedakan
tiga tipe yaitu :
-
3 - 5
1. Hujan konvektif yang diakibatkan oleh naiknya udara panas ke daerah
udara dingin, udara panas tersebut mendingin dan terjadi kondensitas.
Hujan tipe ini umumnya berjangka waktu pendek, daerah tujuannya
terbatas dan intensitasnya bervariasi dari hujan sangat ringan sampai
sangat lebat, tipe hujan ini sering ditemui di daerah khatulistiwa.
2. Hujan orografis yang terjadi di daerah pegunungan yang disebabkan
oleh naiknya masa udara lemba karena punggung pegunungan.
3. Hujan siklon yang berhubungan dengan front udara ( Front udara
panas dan Front Udara dingin ).
a. Pengukuran Curah Hujan
Pengukuran curah hujan dilakukan dengan menggunakan alat penakar
hujan, yang dapat dibedakan menjadi ( Lihat Gambar. 3 )
- Alat penakar hujan biasa yang mempunyai luas bukaan
sebesar 200 cm2 dan diletakkan kurang lebih 1 m dari
permukaan tanah
Diletakkan kurang lebih 1 m dari permukaan tanah
- Alat penakar hujan otomatis
Dengan alat penakar hujan biasa pengukuran umumnya dilakukan sekali
dalam sehari, biasanya pada pukul 07.00 dengan demikian akan dihasilkan
curah hujan harian. Alat penakar hujan otomatis melakukan pengukuran
secara berkesinambungan, pencatatan dilakukan otomatis hingga dihasilkan
data intensitas hujan yang akurat.
-
3 - 6
Gambar. 3
Alat Penakar Hujan
( a = Alat penakar hujan biasa
B = Alat penakar hujan otomatis ).
Pertimbangan pertimbangan dalam penempatan alat penakar hujan adalah
:
- Alat harus diletakan di tempat yang terbuka, yang bebas dari pengaruh
pohon dan gedung; stndar yang ditetapkan oleh WMO (World
Meteological Organisation ). Adalah :
d > 4 h
dengan h = tinggi pohon atau gedung dan d = jaraknya dengan alat
penakar hujan
- Sedapat mungkin dihindarkan tempat dengan angin yang kencang
- Juga dihindari daerah arus naik.
-
b. Analisa Data Curah Hujan
Data curah hujan umumnya disajikan dalam data curah hujan harian,
bulanan dan tahunan dapat dilakukan dalam bentuk label dan grafik
Analisa data curah hujan sangat bergantung kegunaa hasil analisa, pada
umumnya diperlukan data pengukuran jangka panjang karena komponen
cuaca dan hidrologi mempunyai sifat periodik.
1. Curah Hujan Suatu Daerah
-
3 - 7
Distribusi curah hujan di suatu daerah bergantung pada jenis hujan,
morfologi daerah tersebut serta interval/selang waktu yang diamati
Curah hujan suatu daerah ditentukan berdasarkan data pengukuran
statsion-statsion pengukuran yang terdapat di daerah tersebut dan
sekitarnya.
Beberapa metode perhitungan curah hujan suatu daerah adalah sbb :
a. Metode rata-rata aritmatis
Metode ini hanya baik untuk diterapkan pada daerah yang datar
dengan titik pengukuran yang terdistribusi baik serta perbedaan
harga rata-ratanya tidak terlalu besar
P = /n
Dengan P1 = curah hujan suatu statsion pengukuran dan n =
jumlah statsion
b. Metode Poligon ( metode thiessen ).
Dengan metode ini daerah yang akan dihitung curah hujannya
dibagi menjadi daerah-daerah pengaruh setiap statsion
pengukuran.
P = =
Dengan A1 = luas daerah pengaruh statsion ybs dan At = luas
daerah total
c. Metode Isohyet
-
3 - 8
Daris isohyets adalah garis yang menghubungkan titk-titik dengan
curah hujan yang sama. Dengan metode ini luas daerah di antara
dua garis isohyets dihitung curah hujan daerah tersebut adalah
harga rata-rata dari kedua garis sama dengan rumus untuk metode
polygon
Cara ini memerlukan waktu yang cukup panjang terutama dalam
menyiapkan peta isohyets, dilain pihak ini member kemungkinan
untuk memperhitungkan factor-faktor yang berpengaruh pada curah
hujan, seperti morfologi dll.
d. Metode Kurva Hypsometri
Metode ini dapat digunakan pada daerah dimana variasi curah
hujan terhadapa ketinggian dapat diabaikan. Untuk metode ini
diperlukan analis yang berpengalaman dan hanya untuk suatu
interval/selang waktu hujan yang panjang.
2. Periode Ulang
Curah hujan akan menunjukkan suatu kecenderungan pengulangan.
Hal ini akan terlihat jika data yang dianalisis mencakup suatu jangka
waktu yang panjang misalnya 30 tahun, sehubungan dengan hal
tersebut dalam anlisis curah hujan dikenal dengan perioda ulang
tertentu atau curah hujan yang memiliki kemugnkinan akan terjadi
sekali dalam suatu jangka waktu tertentu, satan perioda ulang adalah
tahun.
Dalam perancangan suatu bangunan air, atau dalam hal ini secara
penirisan tambang, salah satu kriteria perancangan adalah hujan
rencana yaitu curah hujan dengan perioda ulang tertentu atau curah
hujan yang memiliki kemungkinan akan terjadi sekali salam suatu
jangka waktu tertentu. Sebagai contoh suatu sumuran dirancang untuk
hujan 10 tahunan.
-
3 - 9
Salah satu metoda untuk menganalisis curah hujan adalah metoda
distribusi ekstrim I atau distribusi Gumbel contoh perhitungan dapat
dilihat pada lampiran.
Gambar. 4
Metoda PerhitunganCurah Hujan Suatu Daerah
-
3 - 10