Downloaded 125 times
Uploaded byYOHANIS SAHABAT
MATERI 3 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas
Dokumen ini membahas perilaku hidrolika air tanah dengan fokus pada hubungan antara specific yield, specific retention, porositas, konduktivitas hidraulik, dan aliran air tanah. Beberapa rumus, termasuk hukum Darcy, serta contoh perhitungan terkait pemompaan dan arah aliran air tanah juga dijelaskan. Terdapat juga latihan dan tugas tambahan terkait aplikasinya dalam situasi nyata seperti pencemaran dan debit aliran.
More Related Content
Similar to MATERI 3 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas
MATERI 3 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas
- 1.
- 2. SISTIM ALIRAN AIRTANAH
- 3. SPECIFIC YIELD &SPECIFIC RETENTION • Dalam keadaan jenuh, seluruh lubang dan ruang yang ada pada tanah/batuan terisi air. • Di alam, tidak seluruh volume air yang terkandung di dalam akuifer tsb dapat memasok air kepada sumur atau mata-air. • Tidak seluruh air yang menempati bukaan di dalam batuan dapat dikeluarkan. • Meskipun dipompa terus-menerus, sebagian air akan tetap tinggal di dalam pori-pori batuan. •
- 4. SPECIFIC YIELD • Volumeair yang dapat dilepaskan dari pori-pori tanah/batuan hanya oleh pengaruh gravitasi disebut specific yield (Sy) atau kapasitas jenis.
- 5. SPECIFIC RETENTION • Volumeair yang tetap tertinggal di dalam pori- pori batuan disebut specific retention (Sr) atau simpanan jenis. • Dalam hal ini air tsb tertinggal sebagai film pada permukaan pori-pori atau rongga-rongga batuan.
- 6. Hubungan antara Porositas,Sy, dan Sr n = Sy + Sr Sy = Vd/Vt Sr = Vr/Vt n = porositas Sy = specific yield Sr = specific retention Vd = volume air yang keluar ketika pengeringan Vr = volume air yang tertinggal ketika pengeringan Vt = volume sampel batuan
- 7. Specific Yield berbagaibatuan No. Material Sy ( % ) 1 lempung 1 - 10 2 pasir 10 - 30 3 kerikil 15 - 30 4 pasir dan kerikil 15 - 25 5 batupasir 5 - 15 6 serpih 0,5 - 5 7 batugamping 0,5 - 5
- 8. Hydraulic conductivity =Konduktivitas hidrolika • Sebutan lain: field coefficient of permeability = koefisien kelulusan = koefisien permeabilitas • Merupakan ukuran kuantitatif untuk menyatakan kemampuan tanah/batuan dalam meluluskan airtanah
- 9. KETERUSAN (TRANSMISSIVITY) • Keterusan(transmissivity = T) adalah kemampuan suatu akuifer dalam meluluskan air. • Harga T diperoleh dengan menggunakan rumus : T = K.b. B = ketebalan akuifer K = konduktifitas hidrolika
- 10.
- 11.
- 12. Dalam kondisi terdapatkenaikan permukaan airtanah karena adanya gaya kapiler:
- 13. Hydraulic head &capilary force
- 14. Total head inan aquifer
- 15. Tekanan Air Pori (PoreWater Pressure) • It is the pressure of groundwater held within a soil or rock, in gaps between particles (pores) • It is below the phreatic level, and are measured in piezometers • The vertical pore water pressure distribution in aquifers can generally be assumed to be close to hydrostatic
- 16.
- 17. Capilary • In theunsaturated zone the pore pressure is determined by capillarity • Pore water pressures under unsaturated conditions (vadose zone) are measured in with tensiometers
- 19. PETA KESAMAAN MUKAAIR TANAH Arah aliran tegak lurus terhadap garis kesamaan muka air tanah
- 20. Three point problems untukmengetahui arah aliran airtanah
- 21. Latihan Dalam suatu percobaandi laboratorium diketahui berat sampel kering = 1000 g Berat sampel dalam keadaan jenuh air = 1081,3 g. Berat air yang dapat dipisahkan dari sampel tanpa pemanasan = 70 g. - Berapakah porositas sampel (%) - Berapakah specific yield (Sy) - Berapakah specific retention (Sr) Catatan : berat satuan ( g ) sampel = 2,7 g/cm3 berat satuan ( g ) air = 1 g/cm3
- 22. Latihan • Sumur 1dg total head = 100,40 m, Sumur 2 dg total head = 100,52 m, dan Sumur 3 dg total head = 100,14 m • Jarak Sumur 1 – Sumur 2 = 330 m, jarak Sumur 2 – Sumur 3 = 430 m, jarak Sumur 3 – Sumur 1 = 300 m • Tentukan arah aliran di daerah tersebut, dan tentukan gradien hidrolikanya.
- 23. • Mengikuti hukumkekekalan massa/ energi • Dipengaruhi gaya gravitasi • Mengalir dengan kecepatan laminer dan lambat • Alirannya mengikuti kontur energi (head) dari tinggi ke yang lebih rendah • Kecepatan aliran airtanah ditentukan oleh kelulusan media geologi tempat air berada (Konduktivitas hidraulik) Aliran Airtanah:
- 24.
- 25. Hukum Darcy (1856) HukumDarcy ini dengan menggunakan anggapan bahwa aliran air di dalam tanah mengikuti prinsip-prinsip dasar hidraulika sifat laminer Berdasarkan persamaan Darcy, kecepatan aliran air tanah : V = - K dh/dl V : kecepatan aliran air tanah K : permeabilitas tanah/batuan dh/dl : hydraulic gradient
- 26. Persyaratan agar Persamaan Darcyberlaku: • Airtanah harus terdapat di dalam media berpori • Media berpori tersebut diasumsikan bersifat homogen, isotropik Homogen: perilaku fisik akifer sama di semua tempat Isotropik : perilaku fisik akifer sama ke segala arah
- 27. Dimanakah persamaan Darcy tidakvalid diterapkan: • Pada akifer dengan tipe aliran melalui saluran (karst) • Pada akifer dengan tipe aliran melalui antar celah yang tidak rapat
- 28. KiAA dl dh KQ Q :debit aliran K : permeabilitas (kemapuan suatu media (tanah/batuan) untuk meloloskan cairan) dh/dl : gradien hidraulik/landaian hidraulik A : Luas penampang aliran DEBIT ALIRAN AIR TANAH
- 29.
- 30. Satuan Geologi Permeabilitas(m/d) Pasir halus 1 to 5 Pasir kasar 20 to 100 Kerikil 100 to 1000 Batulanau 5 x10-8 to 5 x 10-6 Batupasir 1 x 10-3 to 1 Basalt 0.0003 to 3
- 31. Steady Flow inan Unconfined Aquifer h Flow hA hB Water Table Ground Surface Bedrock L x Q = (-K dh dx )h = - K 2 dh2 dx = - K 2 hB 2 - hA 2 L æ è ç ö ø ÷
- 32. Steady Flow inan Unconfined Aquifer • K = 10-1 cm/sec • hA = 6.5 m • hB = 4 m • x = 150 m • Find Q h FlowhA hB Water Table Ground Surface Bedrock L x Q = - K 2 hB 2 - hA 2 L æ è ç ö ø ÷ = - 86.4 m/d 2 6.52 - 42 150 æ è ç ç ö ø ÷ ÷ = 7.56 m3 /d /m
- 33. Horizontal Flow inConfined Aquifer • Consider steady flow from left to right in a confined aquifer • Find: Head in the aquifer, h(x) h(x) = hA + hB - hA L x Ground surface Bedrock Confined aquifer Qx K x yz hB Confining Layer b hA L Head in the aquifer h(x)
- 34. Example – HorizontalFlow • L = 1000 m, hA = 100 m, hB = 80 m, K = 20 m/d, f = 0.35 • Find: head, specific discharge, and average velocity h(x) = hA + hB - hA L x =100- 0.02x m q = -K hB - hA L = -(20 m/d) 80 -100 1000 = 0.4 m/day v = q f =1.14 m/day Ground surface Bedrock Confined aquifer Qx K x yz hB Confining Layer b hA L
- 35. Penentuan penurunan mukaair tanah (M.A.T) pada akuifer tak tertekan untuk aliran laminer (steady flow) pada saat dilakukan pemompaan
- 36. Penentuan penurunan tinggikenaikan air (T.K.A) pada akuifer tertekan untuk aliran laminer (steady flow) rw adalah Jari-jari sumur Sw : penurunan T.K.A di sumur hw : penurunan M.A.T R : jari-jari pengaruh k : hydraulic condoctivity / permeabilitas tanah/batuan
- 38. Tugas : Kelompok I: Ada pom bensin yang diperkirakan mencemari sumur penduduk. Di kedalaman 10 m dijumpai dasar dari akuifer dengan ketebalan 2 m. Akuifer tersebut mempunyai permeabilitas 10-4 cm/detik. Pada jarak 100 m dijumpai sumur penduduk dengan kedalaman akuifer yang sama dengan di pom bensin. Lokasi sumur penduduk lebih rendah 5 m dibanding ketinggian lokasi pom bensin. Bila terjadi pencemaran zat yang larut air dari pom bensin maka pencemaran tersebut akan sampai di sumur penduduk dalam waktu berapa jam ? Kelompok II Ada dua sumur penduduk dengan posisi ketinggian sama menyadap akuifer yang sama. M.A.T di sumur satu – 5 m dan M.A.T di sumur dua – 7 m, permeabilitas akuifernya 5.10-4 cm/det. Bila tidak dilakukan pemompaan dari kedua sumur tersebut, maka berapa debit jenis dari air yang mengalir ke sumur satu dari sumur yang lain bila jarak antara kedua sumur tersebut 100 m ?
- 39. Kelompok III : Darisuatu akuifer tidak tertekan dipompa dengan debit 2 l/det dipantau oleh 2 sumur yang masing-masing berjarak 5 m dan 10 m dari sumur yang dipompa. Pada sumur pantau yang terdekat terjadi penurunan M.A.T sebesar 3 m sedangkan permeabilitas akuifernya sebesar 3.10-3 cm/det maka M.A.T dari sumur pantau yang kedua turun berapa meter ? Kelompok IV : Dari suatu akuifer tertekan diketahui tebal akuifernya sebesar 4 m dan mempunyai permeabilitas 2.10-4 cm/det telah dilakukan pemompaan sebesar 3 l/det. Data sumur mempunyai garis tengah 14 cm serta jari-jari pengaruh pemompaan sejauh 20 m dari pusat sumur. Berapa meter penurunan T.K.A pada sumur yang dipompa ?