Upload
novsa-lirik-q
View
245
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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.
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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.
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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.
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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.
7/23/2019 Bab I Sumber Air
7/19
Sanitasi Pemukiman-
Gambar 5:Konstruksipemompaan air artetis dan air tanah bebas
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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)
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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:
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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. !
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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
7/23/2019 Bab I Sumber Air
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