PENURAPAN AIRTANAH

Metode penurapan airtanah pada prinsipnya membuat lubang di tanah sampai ke dalam di bawah muka airtanah. Apabila dirasa kapasitasnya tidak mencukupi yang diperlukan, maka luas kontak akuifer yang diturap ditambah. Penambahan tersebut bisa secara mendatar, tegak atau kombinasi keduanya. Pemilihan metode penurapan antara lain didasarkan atas:1. Kondisi geohidrologi 2. Kuantitas dan kualitas air tanah yang diperlukan 3. Peralatan dan tenaga yang tersedia 4. Biaya Atas dasar itu maka metode penurapan antara lain dibedakan, menjadi: 1. Penurapan secara mendatar a. Liang pengumpul b. Parit pengumpul c. Terowongan pengumpul d. Sumur pengumpul 2. Penurapan secara tegak a. Sumur dangkal (sumur gali) b. Sumur dalam

1. PENURAPAN AIRTANAH SECARA MENDATARPenurapan ini dibedakan menjadi 4 macam: 1. Liang pengumpul (infiltration ditch) Adalah penurapan airtanah secara mendatar dengan menggunakan saluran terbuka memotong muka airtanah. Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain: Karena liang pengumpul ini terbuka di bagian atasnya dan berhubungan langsung dengan atmosfer maupun tanah di sekitarnya, maka kemungkinan ada pencemaran lewat udara atau tanah di sekelilingnya. Sehingga sebaiknya liang pengumpul dibuat di daerah yang jauh dari industri atau pemukiman padat. Biasanya sangat baik dikembangkan di daerah pedesaan. Penurapan ini telah dikembangkan di Klaten yang dikenal sebagai bak air dengan lebar 10-20 m, panjang 30-100 m, selain itu juga dikembangkan di daerah Nganjuk, di sini pada liang pengumpul ditambah dengan sejumlah bambu yang dimasukkan ke dalam tanah yang dimaksudkan untuk mendapatkan tambahan dari akuifer. Keterangan:Kedalaman permukaan tanah > 1-1,5 m, hal ini untuk menjaga turunnya muka airtanah pada musim kemarau.

Liang pengumpul dibuat dengan posisi arah memanjang yang tegak lurus dengan arah aliran airtanah. Pada umumnya pembuatan liang pengumpul terletak di bawah deretan rembesan atau mataair atau dibuat sejajar dengan aliran sungai. Bentuk yang baik adalah bertangga dan umumnya dilakukan pada daerah yang air tanahnya dangkal.

2. Parit pengumpul a) Penurapan ini hampir sama dengan liang pengumpul, hanya tertutup dan dilakukan melalui saluran yang lulus air. Di sini airtanah akan masuk ke dalam saluran melalui lubang atau celah pipa saluran b) Keuntungan parit pengumpul dibandingkan liang pengumpul adalah tidak menggunakan tempat yang luas dan tertutup sehingga tanah di bagian atas masih bisa dipergunakan untuk keperluan lain dan kemungkinan pengotoran lebih kecil.c) Untuk memperkecil pengotoran dapat dilakukan dengan membuat lapisan pelindung dari lempung atau beton di atas pipa.

3. Terowongan pengumpulPenurapan dengan metode ini diperlukan penyelidikan geologi yang lebih teliti untuk menghindari kegagalan, baik yang disebabkan cara pembuatannya maupun hasil yang didapat. Terowongan dibuat dengan kemiringan yang relatif kecil dengan menembus retakan batuan di bawah kedudukan muka airtanahnya. Kemudian agar dinding terowongan tidak runtuh, maka bisa dibuat penyangga dari baja atau kayu.Cara ini baik dilaksanakan pada:a. Akuifer yang retak2 atau rekah2 b. Endapan kipas aluvial di kaki perbukitanc. Batuan vulkanik di kaki atau tubuh gunungapi yang tersusun dari batuan kompak dan keras.d. Pulau kecil sehingga terhindar dari penyusupan air asin/laut

4. Sumur pengumpulIni berupa sebuah sumur gali dengan diameter yang cukup lebar, di mana pada bagian bawahnya ditembuskan sejumlah pipa saringan sepanjang beberapa meter sampai ratusan meter dengan arah mendatar, atau miring ke segala arah. Hal ini dikategorikan sebagai cara penurapan mendatar sebab di sini yang berfungsi sebagai penurap adalah pipa2 yang relatif mendatar.

Gambara collector well located near a surface water body

1. Sumur ini sangat baik diterapkan pada akuifer lepas yang berukuran butir pasirkerikil dan bisa digunakan pada akuifer yang relatif tipis. 2. Sangat produktif pada endapan sungai Q>40 l/det. Penurunan muka airtanah lokal yang dalam dapat dihindari dengan pembuatan sumur pengumpul (dalam hal ini adalah sumur galinya), sehingga cara ini sangat baik dilaksanakan pada suatu pulau kecil atau pantai yang sangat mudah disusupi air laut. 3. Di sini pipa saringan bisa dibuat bertingkat dengan maksud tidak hanya pada satu akuifer saja melainkan dari beberapa lapisan akuifer. 4. Menurut pengalaman: satu sumur pengumpul ini debitnya sama dengan sumur gali yang garis tengahnya 75-80 % dari panjang saringan.

2. PENURAPAN SECARA TEGAKHal ini bisa dilakukan pada airtanah:1. Dangkal (sumur gali)2. Dalam

A. SUMUR GALI1. Cara ini adalah yang paling banyak dilaksanakan di Indonesia> 2. Pembuatan sumur sebaiknya dilaksanakan pada akhir musim kemarau atau awal musin penghujan yaitu pada bulan September sampai awal November.

Gambar A well dug

3. Pada bagian dasar sumur terbuka dan bila memungkinkan pada dinding sumur bagian bawah diberi lubang agar airtanah yang masuk ke dalam sumur semakin besar.

B. SUMUR DALAM

a. Ini untuk menurap airtanah dari akuifer yang letaknya dalam, terutama untuk akuifer tertekan-setengah tertekan dalam jumlah yang besar. b. Pengambilan airtanah secara besar2an pada kuifer yang dangkal (akuifer bebas) sangat berbahaya karena bisa mengganggu kesetimbangan lingkungan.c. Dalam pembuatan sumur ini diperlukan penyelidikan yang teliti dengan memperhitungkan dampaknya baik pada saat ini maupun pada masa yang akan datang. d. Dari hasil penyelidikan ini bisa untuk menentukan atau merencanakan cara pemboran atau konstruksi sumur tersebut.

Beberapa komponen penting:

Keterangan: 1. Pompa sulam 2. Pipa jambang 3. Kepala pompa sulam (bowl) 4. Kerucut reduser 5. Pipa buta 6. Pipa saringan7. Kerikil pembalut8. Sumbat9. Pegangan beton (semen)1) SUMUR BOR

1. Bisa dengan bor tangan kedalaman bisa 60 mBisa dengan bor teknik 20

2. Dengan bor driven well (pemukul) a. Yaitu dengan memukul rangkaian pipa yang bagian bawahnya sudah diberi saringan. b. : (1/4) -42 c. Kedalaman 10-15 ft

Gambar Bor tangan/Pemukul

3. Jetted wella. Ini dikerjakan pada material yang lepas dan tidak kasar b. : 1- 1,5 12c. Bila sudah mencapai airtanah sebaiknya ditutup dengan casing

Ada 2 cara:1. Pipa dicabut lebih dulu 2. Nozzlenya ditinggal

Gambar Jetted well

4. Dengan mesin bor a. Bor tumbuk (cable tool drill) b. Rotary drill

GambarMacam-macam Bor

Bor tumbuk (cable tool drill) Cara ini baik untuk material yang consolidated tetap tidak begitu keras sekali.c. Untuk consolidated bisa terjadi keruntuhan.

2) ROTARY DRILL

Berputarnya digerakkan dengan mesin dan sistim putaran. Fungsinya untuk mengangkat tali/kotoran bor dan mendinginkan cutting Bila gamping dengan kompresor. Bila pada daerah basah dengan air/lumpur.

KONSTRUKSI SUMUR

a. Perencanaan konstruksi sumur dilakukan setelah diketahui kondisi geohidrologinya secara teliti, baik dari hasil pemboran eksplorasi dan data pengujiannya maupun hasil log geofisika.b. Dengan perencanaan yang baik maka diharapkan bisa diperoleh airtanah secara optimum dalam jangka waktu yang lama.

1. Pipa jambang

a. Pemilihan pipa jambang ini meliputi garis tengah yang disesuaikan dengan besarnya debit pemompaannya. Hal ini untuk menghindari kemungkinan terjadinya head loss (kehilangan tenaga) sehingga pemompaan bisa efisisen. b. Menurut WALTON (1970), hubungan antara debit pemompaan dengan diameter pipa jambangc. Panjang pipa jambang tergantung dari jenis pompa yang akan dipasang dan karakteristik dari akuifernya. d. Biasanya panjang pipa jambang antara 10-20 ft lebih panjang (di bawah) muka airtanah maksimum akibat pemompaan sumur (dynamic water table) e. Di samping itu pipa harus lurus.

CARA PEMASANGAN KONSTRUKSI SUMUR

a. Lubang bor harus bersih dari serbuk bor (cuttings) b. Pipa harus lurus c. Untuk batuan yang lepas maka pipa jambang harus disemen dengan campuran semen Portland dengan pasir.d. Panjang penyemenan secukupnya dan jangan sampai mencapai/menutupi pipa saringan.e. Pipa jambang terletak pada bagian paling atas dari rangkaian konstruksi sumur

Pipa buta dan pipa saringan

a. Pipa buta dan pipa saringan dipasang di bawah pipa jambang dengan diameter yang lebih kecil dan disambng dengan kerucut reduser pada pipa jambang.b. Pipa buta dipasang pada bagian lapisan akuifer yang kedap air atau pada akuifer yang tidak diinginkan untuk diambil air tanahnya. Panjang pipa buta tergantung dari ketebalan akuifer yang tidak diinginkan tersebut dan biasanya dipasang 2 ft lebih panjang.c. Pipa saringan dipasang pada akuifer yang lulus air dan yang diinginkan airtanahnya.

Persyaratan pipa saringan:

1. Cukup dapat melalukan/melewatkan air dan mempunyai friksi (hambatan) yang kecil. 2. Cukup kuat menerima tekanan/gaya yang mungkin ada dalam sumur. 3. Tahan terhadap proses kimia, korosi, bakteriologi. 4. Mudah diinstalasikan (dipasang) a. Yang perlu diperhatikan mengenai sifat airtanah adalah: sifat korosifnyab. Airtanah dikatakan korosif bila: pH rendah (asam), mengadung gas oksigen, larutan H2S, Cu yaitu 50 p.p.m., dan suspensi padat sebesar 1.000 p.p.m.

Panjang saringan:

Secara umum untuk memperoleh airtanah yang besar maka perlu dipasang saringan pada seluruh lapisan akuifer yang ditentukan. Tetapi perlu dipertimbangkan segi biayanya karena pipa saringan relatif mahal maka pemasangannya harus se-optimum mungkin. Faktor2 yang perlu diperhatikan dalam menentukan panjang pipa saringan:1. Luas lubang tiap satuan panjang saringan2. Karakter hidrolika akuifernya3. Besarnya kapasitas pemompaan4. Harga saringan5. Umur sumur yang direncanakan

Menurut WALTON (1970), menghitung panjang saringan QSL = 7,48 . Ao. Vc

Keterangan:

SL: panjang saringan (ft) Q: debit pemompaan (g.p.m)Ao: luas lubang efektif dari saringan tiap ft panjang (ft2) Vc: kecepatan aliran optimum (f.p.m)

Yang perlu diperhatikan yaitu :

1. Besarnya lubang efektif (Ao) biasanya rata-rata tinggal 50% dari luas lubang yang ada. Hal ini karena sebagian lubang saringan tertutup oleh material halus akuifer atau kerikil pembalutnya.2. Kecepatan aliran optimum besar/harganya tertentu sesuai dengan harga permeabilitas akuifer (K)3. Jika kecepatan optimum dilampaui maka akan membawa material-material halus.

KERIKIL PEMBALUT(Filter Pack/Gravel Pack)

Adalah susunan material kasar di sekitar saringan sumur yang direncanakan, maksudnya agar material halus dari akuifer tidak ikut mengalir masuk ke dalam sumur serta sebagai material pendukung lubang agar formasi batuan tidak runtuh dan menghimpit pipa2 instalasi bor.

Gambar Filter Pack

menjaga material halus dari akuifer sekitarnya masuk ke lubang sumur dan menambah kekuatan sumur

Filter pack ada 2 macam:

1. Kerikil pembalut alam

Adalah kerikil pembalut yang materialnya berasal dari material formasi batuan itu sendiri, jadi tidak diisikan dari luar. Kerikil ini berasal dari hasil pengembangan sumur sehingga material yang halus terusir keluar. Kerikil ini dibuat/dipakai untuk sumur yang selisih garis tengah lubang bor dengan pipa relatif kecil.2. Kerikil pembalut buatan

Terdiri dari material2 yang bersih dengan bentuk membulat, seragam* di mana materialnya silikaan (kwarsa)#. ini untuk menghindari susunan butir yang saling menutup . Jangan memakai andesit, karena adanya oksida besi, sehingga bisa karat.Tidak mengandung gampingan atau kalaupun ada maka tidak boleh > 5%, sedangkan shale, anhidrit harus tidak ada. Kerikil ini dipakai untuk akuifer yang unconsolidated. Cara pemasangan harus merata dan menerus untuk mencegah perubahan posisi rangkaian pipa konstruksi sumur yang terjadi sewaktu sedang memasukkannya.

Pemilihan salah satu dari filter pack ini disesuaikan dengan kondisi hidrologi meliputi penyebaran butiran, material akuifer dan kekompakan akuifer

KOROSI DAN INKRUSTASI

a. KOROSI adalah reaksi kimia pada suatu material yang mengakibatkan perubahan bentuk atau susunan kimia dari batuan material sehingga menjadikan tidak berfungsi sebagaimana mestinya/rusak. Korosi terjadi karena berbagai sebab baik kondisi atau kecepatannya, b. Antara lain: keadaan udara, keasaman, oksidasi, garam, senyawa organik, senyawa belerang, suhu, alkali, dsb.c. INKRUSTASI adalah akumulasi material luar pada lubang saringan, hal ini sering diartikan sebagai penyumbatan pada lubang saringan atau pori2 antar butir pada kerikil pembalut atau formasi. Inkrustasi bisa bersifat keras seperti sumur ataupun lunak. Kadang inkrustasi pada saringan sumur merupakan hasil korosi saringan itu sendiri yang terendapkan kembali. d. Inkrustasi dapat terjadi karena adanya CO2 bebas yang terabsorbsi dalam air yang masuk meresap ke dalam tanah. Kombinasi CO2 dan air dalam bentuk asam karbonat yang merupakan asam lemah bila dalam pengalirannya bertemu dengan gamping atau napal sehingga bisa melarutkan CaCO3 dalam jumlah besar, lama kelamaan material2 gampingan tersebut akan tertinggal di dalam saringan.

PENGEMBANGAN SUMUR (Well Development)

Pengembangan sumur dimaksudkan untuk menambah kapasitas sumur dan menjaga agar material halus tidak menutup lubang, pori-pori atau masuk ke dalam sumur.

Ada beberapa cara pengembangan sumur:

1. PemompaanYaitu dengan memasukkan pipa ke dalam sumur, mula2 pemompaan dilakukan per-lahan2 kemudian makin lama makin cepat dengan debit yang cukup besar dan secara terus menerus sampai airtanah yang keluar menjadi jernih.a. Kemudian setelah ditunggu beberapa saat pompa dimatikan agar muka airtanah kembali ke keadaaan semula. Setelah itu pemompaan dilanjutkan lagi beberapa kali sampai benar2 bersih. Material kasar yang ikut masuk ke dalam sumur dapat diambil dengan bailer (alat timba).

2. Surging

Yaitu dengan cara mengaduk air di dalam sumur. Adapun alat yang digunakan berbentuk piston yang dilengkapi dengan katup. Pada waktu torak dinaikkan airtanah dihisap dari akuifer bersama material halus, apabila torak diturunkan akan menekan airtanah sehingga bisa mengusir butiran pasir yang menutupi lubang saringan. Surging ini dilakukan terus menerus sampai bersih dan material kasar diambil dengan alat bailer. Cara ini bisa dibantu dengan larutan kimia, seperti garam fosfat (sodium hexa metaphospate) untuk menghancurkan lumpur, bentonik, CaCO3 dan endapan besi.

3. Surging dengan tekanan udara

Dilakukan dengan memakai kompresor dengan tekanan yang sangat besar. Udara dilewatkan pada rangkaian pipa ke dalam sumur, kemudian tekanan di-ubah2 sehingga airtanah di dalam sumur keluar lewat antara pipa dengan pipa jambang ber-sama2 dengan kotoran. Pekerjaan ini dilakukan ber-ulang2 sampai airtanah yang keluar menjadi jernih.

4. Dengan CO2 padat yang dimasukkan ke dalam sumur yang ditutup rapata. Mula2 sebelum CO2 padat dimasukkan, maka untuk menghancurkan dan melepaskan lempung dilakukan dengan pengasaman HCl. Maka terjadi reaksi dengan CO2 padat sehingga terbentuk gas CO2 bertekanan tinggi. Setelah itu tutup sumur dibuka maka akan terjadi semburan air bersama kotoran (material) sumur. Kemudian dilanjutkan dengan pemompaan sampai airtanah yang keluar jernih. b. Cara ini sangat baik untuk akuifer yang berupa batugamping karena akan terjadi reaksi dengan HCl sehingga tidak perlu memberikan CO2 padat. Hal ini dikenal dengan acidization (injeksi asam klorida) seperti yang dilakukan pada beberapa sumur bor di daerah Wonosari.

5. Peledakan lubang bor

Cara ini sangat baik dilakukan pada akuifer yang kompak dan padat sehingga airtanahnya terdapat pada retakan (rekahan). Peledakan dengan menggunakan dinamit yang dipasang pada kedalaman tertentu dan diledakkan dari atas. Akibat ledakan maka retakan/rekahan akan bertambah besar sehingga airtanah akan lebih banyak. Setelah itu dilakukan pemompaan untuk membersihkan sumur bor dari kotoran hasil peledakan tadi. Konstruksi sumur bor yang diledakkan adalah open hole (lubang terbuka). Cara ini dilaksanakan pada beberapa sumur bor di daerah batugamping di Wonosari.