Air Tanah

Hydrology IHandbook: Engineering Hydrology, Victor Miguel Ponce

Porositas tanah (e) dan kadar air(w) (Braja M. Das)

• Loose uniform sand: e=0.8, w=30%• Dense uniform sand: e=0.45, w=16%• Loose angular grained silty sand: e=0.65, w=25%• Dense angular grained silty sand: e=0.4, w=15%• Stiff clay e=0.6, w=21%• Soft clay e=0.9-1.4, w=30-50%• Loess 0.9, w=25%• Soft organic clay 2.5-3.2, w=90-120%

Hydraulic Conductivity (Braja M.Das)

• Kerikil bersih k:1-100 cm/detik• Pasir Kasar: 1-0.01 cm/detik• Pasir Halus:0.01-0.001 cm/detik (36-3.6 cm/jam)• Lanau:0.001-0.00001 cm/detik (3.6-0.036 cm/jam)• Lempung:0.000001 cm/detik (<0.0036 cm/jam)

Pergerakan lengas tanah

(1)

Pot. MemanjangBidang datum

1Zl

Z

(2)2Z

k = .... m/hari

1h

2h

Pot. Melintang

B

D

Pergerakan Air Tanah (Darcy’s Law)

X=L

V

Datum

Z2Z1

P2/y

P1/yh1-h2

Poros media

Contoh

Ground surface

Water tablePiezometric surface

Unconfinedaquifer

= 10 m/dayK

= 0.2 m/dayKAquitard

aquiferLeaky

A

B

C

hB

2 m

25 m

5 m

Kecepatan aliran air tanah dari A ke B adalah sbb.:V= Ki = K / = 0.2 x(hB+5-30)/5

Jika hB= 26.8 diperolehV = 0.2(26.8+5-30)/5= 0.07 m/day

Jarak A ke B = 5 mHA = 30 m

A L

2atk = ln (h /h)

Permeameter tanpa pelepasan

AA

A = daerah reservoirh = tinggi pada th = tinggi pada ta = luas tabung

L/2

a

h

Permeameter Sederhana Beraliran ke Atas

Penentuan Permeabilitas

1. Uji Laboratorium dengan alat permeameter

2. Secara Uji Lapangan : mengukur debit pada akifer yang diketahui dimensi/geometrinya

Permeameters untuk pengukuran Hydraulic Conductivity pada head tetap (a) dan head berubah (b)

Sample

Sample2rc

Horizontal areaof sample, A

Porous plate

Volume in time tV

Overflow

Constantwater level

supplyContinuous

h2

t2r

L

1h

h

L

a b

• Akifer (Aquifer)adalah formasi/material geologis, yang dapat mengandung serta melepaskan air dalam jumlah yang cukup.

• Akitar (Aquiclude)adalah formasi geologi yang dapat menampung air, tetapi tidak dapat melepaskan dalam jumlah yang cukup

• Akifuk (Aquifuge)adalah formasi geologi yang tidak dapat menampung maupun melepaskan air dalam jumlah yang cukup.

Storage dalam tanah

Akifer Tanah• Akifer tertekan (confined)

adalah akifer yang jenuh air dengan bagian atas dan bawah terdiri dari lapisan kedap air, sehingga tekanan air di dalamnya tinggi.

• Akifer bebas (unconfined)adalah akifer yang tidak jenuh air dengan bagian atas dan bagian bawah tidak jenuh air sehingga air bisa keluar masuk dalah arah vertikal pada akifer ini

• Akifer setengah tertekan/terkurung (semi confined Aquifer)adalah akifer yang sepenuhnya jenuh air, dengan bagian atas dibatasi oleh lapisan setengah kedap air, dan terletak pada suatu dasar yang kedap air. Terjadi aliran tegak yang menerobos lapisan penutup atas yang setengah kedap ke dalam akifer, sedangkan aliran mendatar pada lap. penutup atas ini diabaikan. karena k’ << k.

• Akifer setengah tak tertekan (semi unconfined Aquifer)Lapisan penutup atas mempunyai nilai k’ sedemikian besar, tetapi lebih kecil daripada kelulusan akifer k dengan demikian aliran mendatar dalam lapisan itu tidak dapat diabaikan.

Air Tanah, beberapa definisi• Permukaan air statik (Static water level)

adalah permukaan air yang terdapat didalam sumur, apabila tidak terjadi pengambilan air dari akifer, baik oleh pemompaan maupun oleh aliran bebas.

• Permukaan Air Dinamik (Dynamic Water Level)adalah permukaan air didalam sumur yang dipompa atau pada piezometer selama periode pemompaan.

• Penurunan muka air (Draw down)adalah : Perbedaan antara permukaan air didalam sumur yang dipompa atau satuan kedalaman.

• Penurunan muka air sisa (Residual Drawdown)Adalah Drawdown yang terjadi setelah pemompaan dihentikan dimana M.A. cenderung naik mendekati permukaan air statistik semula. Penurunan M.A. sisa berlangsung selama periode pemulihan kembali (Recovery Period).

• Kerucut Penyusutan (Cone of Depression)adalah : Bangun ruang yang dibentuk oleh lengkung penurunan (Drawdown Curve) disekeliling sumur, akibat pemompaan sumur tersebut.

• Air higroskopis :Air melekat terpegang/berada pada permukaan partikel tanah akibat gaya adhesi.

• Air kapiler :Air melekat terpegang/berada pada suatu kulit (bungkus = continuous film) akibat gaya tegangan permukaan (surface tenstion force. Air tersebut melekat dalam suatu bungkus disekelilingi partikel tanah dalam ruang kapiler (lapisan tipis)

• Air Gravitasi : Air yang bergerak bebas akibat gaya gravitasi mengalir keluar dari partikel tanah (drainase)

Gerakan air dalam tanah

Batas padat dan cair(solid & liquid)

Partikel tanahsolid

Air higroskopis(gaya adhesi)

Batas gravitasi bergerak akibat gaya gravitasi

Air kapiler akibat gaya tegangan permukaan

(surface tension force)

Air Tanah, beberapa definisi• Jari-jari pengaruh (Radius of Influence)

Adalah jarak dari titik pusat sumur yang dipompa sampai batas tepi dasar kerucut penyusutan yang terbentuk.

• Aliran langgeng/Tunak (Steady Flow)adalah aliran yang terjadi, apabila telah terwujud keseimbangan antara debit air yang dipompa dengan recharge (pengisian kembali) akifer. Dalam praktek, aliran mencapai keadaan langgeng (Steady Piezometer) jauh lebih kecil dibandingkan terhadap tebal lapisan akifer yang jenuh.

• Aliran tak langgeng/tak tunak (Non Steady Flow)adalah aliran yang menyebabkan perubahan penurunan M.A. menurut waktu cukup besar. Aliran ini terjadi dari saat pemompaan air sumur dimulai sampai terjadinya keadaan langgeng serta pada saat berlangsungnya perioda pemulihan kembali (Recovery Period).

Besaran Penting (1)• Hydraulic Conductivity

adalah suatu ukuran untuk menyatakan sifat “kemudahan” dalam meluluskan cairan (Fluida) melalui pori-pori yang bersambungan tanpa merusak partikel-partikel.

• Koefesien Transmisibilitas (Transmisibity Coef) = Koef. Keterusan = T = Koef. Keterangkutanadalah kecepatan dari aliran pada akifer sebesar 1 meter atau 1 foot, apabila gradien hidrolis = 1 satuan gradien hidraulis : T = K.D. dimana D = tebal akifer (meter atau foot)

• Koefisien Tampungan Kandungan (Storage Coef) = SDapat didefinisikan sebagai volume air akifer yang dihasilkan dalam 1 unit M.A. bebas (untuk akifer bebas) atau 1 unit penurunan muka air Piezometer. Nilai ini dapat ditentukan berdasarkan Pumping Test dari sumur Fully Penetrating pada akifer tertekan. Pada akifer bebas Koef. Storage, pada akifer tertekan specifik Yield.

– Confined Aquifers 0.00005<S<0.005 atau S=3.10-6 b (b=tebal akifer).– Unconfined Aquifers : bergantung pada kondisi akifer (site specific)

Besaran Penting (2)• Specific Yield Sy = Wy/V:

– Rasio volume air (Wy) tanah setelah saturasi yang dapat dikeluarkan secara gravitasi terhadap volume tanah tersebut (V).

• Specific retension Sr= Wr/V : – Rasio volume air (Wr)yang tertahan dalam tanah (oleh gaya kapiler

dibawah pengaruh gravitasi) setelah saturasi terhadap volume tanah tersebut (V).

– Dengan demikian, bila tanah dapat di keringkan sampai porositasnya P, akan didapat P= Sy + Sr.

• Recharge :– Pengisian kembali volume air tanah baik secara alamiah maupun

rekayasa. Recharge dapat menaikan kembali soil moisture ataupun ketinggian air anah.

Soil Moisture (kelengasan tanah)

• Kapasitas lapang (Field Capacity) : Apabila air gravitasi telah bergerak (biasanya 2 hari setelah hujan/irigasi). Kadar kelengasan dari tanah disebut : Kapasitas lapang. Tegangan dalam kelengasan tanah = (1/10-1/3) atmosfir.

• Titik layu yang permanen (Permanent Wilting Point) :Kadar kelengasan tanah apabila tanaman tetap layu. Tegangan yang terjadi dalam kelengasan tanah = 15 atmosfir level lengas tanah saat tanaman tidak mampu mengisap sari air dari tanah.

• Tersedianya Kelengasan (Available moisture) : Perbedaan antara kadar kelengasan dari tanah antara kapasitas lapang dengan titik layu permanen.

• Tersedianya kelengasan yang nyata (Readily available moisture) biasanya diambil 75 % dari tersedianya kelengasan atau Titik kritis (Critical point) anatara 1/2 samapi 1/4 diatas titik layu tetap (Permanent wilting point). Dalam praktek Titik kritis berada 1/3 diatas Titik layu tersebut.

Soil Moisture (2)

• Penentuan lengas tanah standar ialah kehilangan berat saat suatu contoh tanah kering oven

Skema recharge air tanah

MAB = Muka Air Bebas

MAB

Mata air atau bocoran

Akitar

Free-flowing well

MA PiezometrikInfiltrasi

MAB

Skema Akifer

Terbagi atas : Akifer tertekan dan tidak tertekan

Air Vadose

Air freatik(air tanah)

Air gravitasi

atau vadose antara

Air kapiler

Air pada tanah bagian atas

Zona Vadose (kapiler)

Zone aerosi

Zone phreaticZone air jenuh

(saturation)

Air dalam pori-pori yang tak berhubungan

Air artesis

Xerophytes

Influent stream

p < p atmosfer

p > p atmosfer

ph = p atm

Bidang batas air jenuh

Air tanah di tempat yang

tinggi

Lapis lempung

Mata air

Effluent stream

Sumur

Bidang batas air jenuh (water table)

Unconfined

Confined

Zonasi dalam akifer

k

k' k=0/ ,<Akitar

Akifer

Lapisan kedap air

k'

Muka piezometrikMuka tanah

Unconfined Aquifer• Akifer setengah tertekan/terkurung (semi confined Aquifer) :• akifer yang sepenuhnya jenuh air• bagian atas dibatasi oleh lapisan setengah kedap air• bagian bawah berupa lapisan kedap air• terjadi aliran arah vertikal akibat resapan air dari lapisan atas• terjadi aliran arah horisontal pada lap bawah menuju potensi enerji lebih rendah

karena k’<k

k k' k<

AkitarMuka Piezometrik

M. T.

k'

Lapisan kedap air

Semi Unconfined Aquifer• Akifer setengah tak tertekan (semi unconfined Aquifer)• lapisan penutup atas mempunyai nilai k’ sedemikian besar tapi < kelulusan akifer k• aliran mendatar dalam lapisan itu tidak dapat diabaikan.

rawa

M.A.T kemarau

M.A.T musim hujanM.T

LAP tidak jenuh

JENUH AIRoutflow

sumurrecharge

outflow

sungai

Unconfined Aquifer

Unit decline ofwater table

Unit cross-sectional area

water table

AquiferAquifer

piezometric surfaceUnit decline of

surface

Unit cross-sectional area

piezometric

ImpermeableImpermeable

Confining Stratum

Skema penentuan Storage Coefficient untuk Confined (a) dan Unconfined (b)

a b

• Kelengasan terjadi karena kapilaritas tanah dan juga daya hisap tumbuhan.

• Bergantung pada karakter/jenis/struktur tanah• Zona ini berada diatas permukaan air tanah bebas.

Air tanah (cair)

Soil Air/rongga udaraMacroporePadat (solid)

PartikelOrganik

Struktur Tanah

Kelengasan di Zona Vadose

Mata air atau cekungan

Penutup tak kedap

Mata air di tempat tinggi

Mata air

Bidang batas air jenuh

Lapis kedap

Bidang batas air jenuh

Mata air

Mata air hasil saluran yang terpecah

Mata air

Mata air antiklinal

Lapis kedap

Mata air

Jenis-jenis Mata Air

Mata Air

• Terjadi saat akifer berpotongan dengan permukaan tanah.

• Debit mata air relatif konstan bila terdapat keseimbangan inflow-outflow dari akifer.

Debit Aliran Tanah

• Untuk sumur pada akifer bebas /Unconfined Aquifer

• Untuk sumur yang menembus penuh (well fully penetrating) pada akifer tertekan/confined aquifer.

A L

2atk = ln (h /h)

Permeameter tanpa pelepasan

AA

A = daerah reservoirh = tinggi pada th = tinggi pada ta = luas tabung

L/2

a

h

Permeameter Sederhana Beraliran ke Atas

Hydraulic Conductivity

1. Uji Laboratorium dengan alat permeameter

2. Secara Uji Lapangan : mengukur debit pada akifer yang diketahui dimensi/geometrinya

Permeameters untuk pengukuran Hydraulic Conductivity pada constant head (a) dan falling head (b)

Sample

Sample2rc

Horizontal areaof sample, A

Porous plate

Volume in time tV

Overflow

Constantwater level

supplyContinuous

h2

t2r

L

1h

h

L

a b

Tracer Test (insitu)

h

Ground surface

Addtracer

Hole A

Water table

Hole B

Samplefor tracer

L

tL

LhKVa

Tracer dimasukan dalam sumur A kemudian pada sumur B diambil contoh air untuk menelusuri waktu perjalanan tracer dari sumur A ke B, sehingga diperoleh :

Sehingga akan didapat

Dimana α adalah prositas tanahhtLK

2

Auger Hole (Hooghoudt)

1. A cylindrical hole is dig into the soil below the water table

2. Water is extracted out from the hole3. The rate of water rise is recorded4. The K* is calculated from the data as

t

HHFK to

Where: K=Hidraulic Conductivity (m/day)Ho= depth of the hole water level at t=0 relative to the water table (cm)Ho= depth of the hole water level at t=t relative to the water table (cm)t= time between Ho dan Ht

F=Hole Factorr=radius of hole (cm)D= depth of the hole relative to the water table (cm)

DHHrDHHrF toto 2

2/20

2/400

Aliran Radial pada Akifer bebas

r = jari-jari sumurH = tinggi M.A. bebas

semula diukur dari lapisan kedap air

s = penurunan M.A.h = tinggi air dalam sumur,

dihitung dari lapisan kedap airh1,h2 = tinggi air dalam sumur

pengamat 1 & 2 dihitung dari lapisan kdedap air

s1,s2 = penurunan M.A dititik 1 dan 2

R = jari-jari pengaruh

Metoda Dupuit dapat diterapkan pada aliran akifer bebas dengan asumsi sbb.:1. Kecepatan aliran sebanding dengan tangen kemiringan hidraulik (pengganti

sinus)

2. Arah aliran adalah horizontal dan seragam pada tap titik potongan vertikal yang sama3. Akifer dianggap homogen isotropis dan dapat meluas sampai tak berhingga4. Sumur menembus dan menerima air dari seluruh ketebalan akifer jenuh5. Koef. transmissibilitas/keterusan dianggap konstan dalam ruang & waktu6. Pengaruh sistem air tanah setelah pemompaan terhadap kondisi akifer adalah konstan

terhadap fungsi waktu & ruang7. Aliran air tanah adalah aliran laminer, sehingga rumus Darcy dapat dipakai.

Apabila drawdown muka air (S) dianggap cukup kecil dibandingkan dengan ketebalan jenuh maka h1 h2 y maka persamaan T(transmissibilitas) dapat ditulis

Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menghitung T(transmissibilitas) atau k (koefisien kelulusan) permeabilitas apabila Q dan S diketahui.

Impermeable

Confined aquifer

Piezometricsurface

Ground surface

h

v

x

Aliran Unidimensional Pada Akifer Confined Berketebalan Seragam

02

2

xh

h = C1x + C2

Kxh v

Dimana C1 dan C2 adalah konstanta integral. K adalah Hydraulik Conductivity. Persamaan tsb menunjukan penurunan muka air secara linear terhadap x (jarak dari titik kontrol)

Persamaan umum aliran potensial bertekanan setinggi h dapat dituliskan dalam laplacian sbb>:

Integrasi persamaan umum tsb menghasilkan pers sbb>:

Untuk h=0 saat x=0 dan aplikasikan hukum Darcy, akan diperoleh solusi sbb>:

Pada Akuifer Unconfined Tanpa Recharge (Unidirectional Flow)

dxdhKhq

ChKqx 2

2

2202

hhxKq

0Khq

dxdh

Debit persatuan lebar q pada tiap penampang vertical air setinggi h

dari lapisan Impermeable :

Integrasi persamaan tsb di atas didapat :

Aplikasi persamaan tersebut pada X=0 & h=h0 didapat persamaan Dupuit yang mengindikasikan kurva muka air tanah tsb berkurva parabolik sbb.:

Persamaan kurva penurunan muka air (zona kapiler diabaikan) tanah pada jarak x dan tinggi h yang mengalir diantara dua bidang air vertikal dengan tinggi yang tetap yaitu h0 dan h1, dapat dituliskan sbb.:

Ground surface

Computedwater table

Actual water table

Seepage face

Uncofinedaquifer

Assumed

distributionvelacity

distributionvelacityActual

Impermeablex x = 0

h

h 0

1

h

Persamaan ini menunjukan kurva air yang selalu lebih rendah dari kenyataannya (tidak parabolik)dan hanya berlaku pada daerah yang datar

Menurut Dupuit, debit base flow persatuan tebal penampang basah air tanah pada saluran paralel yg

menembus akifer tsb adalah:

Stream chanel

Impermeable

Water table

Unconfinedaquifer

Ground surface

Recharge rate W

x q q

a ha

h

Pada Akuifer Unconfined Dengan Recharge W (Unidirectional Flow)

dxdhKhq

q = W x

2222 xaKWhh a

Qb = 2 a W

Menurut kontinyuitas berlaku :

Kombinasikan ke dua persamaan tsb akan menghasilkan sbb. :

Besarnya Debit Base Flow Qb untuk tiap saluran dari bidang air tanah di kiri & kanan adalah 2 q, sehingga diperoleh sbb. :

Dimana x = jarak dari tengah akifer ketitik yg ditinjauha= tinggi muka air di saluran

a = Jarak dari tengah akifer ke tengah saluran

Aliran langgeng radial pada sebuah sumur : akifer confined (two dimensional flow)

h 0

Confinedaquifer

Impermeable

Impermeable r 0

2 r wwh

Drawdowncurve

Ground sueface

OriginalPiezometric surface

Slope = dhdr

h

Q

r

drdhrbK2- Av Q

wwo r

rn

KbQhh 01

2

w

wo

rnhh

KbQ/r 1

2o

(4.17)

Muka air tanah disekeliling sumur biasanya datar sehingga metoda Dupuit berlaku penuh, dalam halini besarnya debit pada sebuah titik berjarak r dari pusat sumur berpiezometer hw (tekanan air dari akifer confined) akibat air tanah sbb.:

Integrasi persamaan tersebut dengan batas h=hw untuk r=rw dan h=h0 untuk r=r0 akan diperoleh :

atau

Catatan: dalam persamaan tsb tanda negatif diabaikan

a. Bila batas tepi akuifer berupa 2 bidang air vertikal :

0h

h

h

2w

rw

r1

2r

b

1s 2s

r

Ground surfaceOriginal piezometric surface

Q

Drawdowncurve

wellsObsevation

Impermeable

Confinedaquifer

2h1h

w

w

rnhh

KbQ/r 1

2

1

2

12

1h 2 r

rn

hQKbT

1

2

21

1s 2 r

rn

sQT

Besarnya transmissivity adalah sbb.:

Pada kenyataannya, untuk keperluan praktis, yang diukur bukan s tapi h, sehingga seringkali persamaan di atas ditulis sbb.:

b. Bila batas tepi akuifer terletak pada jarak tak hingga, dalam hal ini sebagai batas yang jelas adalah permukaan air tanah berpiezometer tetap pada jarak r maka debit adalah sbb. :

h h 1

h 2

h 0

h w

s1s 2

Ground surface

Original water table

Q

Drawdowncurve

Unconfinedaquifer

Impermeable

r 2

1r

r

2rw

Aliran langgeng radial pada sebuah sumur : akifer unconfined (two dimensional flow)

12

21

22

/r 1 rnhh

KQ

1

22

12

2

1h r

rn

hQK

221 hh

KT

1

2

0

22

20

21

1

0 1

2s

2s 2

rr

n

hs

hs

QKhT

drdhrKh2- Q

Debit pada sumur dapat dituiliskan sbb.:

w

wo

rnhh

KQ/r 1 o

22

Integrasi persamaan tersebut dengan syarat batas h=hW saat r=rw dan h=h0 pada saat r=r0 akan didapat pers sbb.:

Untuk daerah antara r1 dan r2 menadi sbb.:

Dari pers tsb diperoleh besarnya K dan T sbb.:

Ganti parameter h1 dengan (h0-s1) dan h2 dengan (h0-s2) akan diperoleh pers T sbb.:

Sebagai akibat pengaruh aliran vertikal, pers tsb di atas kurang akurat dalam memprediksi kurva drawdown tapi cukup baik untuk menghitung K.

h

r dr

QQ + dQ

Drawdowncurve

Original water table

Unconfinedaquifer

Recharge rate W

Qw

r0

0

h

Impermeable

dQ = -2 r dr W

wQWrdrdhrKh 22

Aliran menuju sumur mempunyai debit semakin besar dengan pertambahan sebesar dQ akibat w sampai mencapai harga maksimum sebesar Qw di sumur sbb.:

rr

nKQ

rrKWhh ow

o 12

22220

Masukan pers tsb dalam pers debit untuk akifer unconfined tanpa recharge, akan diperoleh pers sbb.:

WrQw2

0Interasi pers tsb diatas untuk h=h0 pada r=r0 akan diperolehpers kurva drawdown sbb.:

Aliran langgeng radial pada sebuah sumur : akifer unconfined dengan recherge seragam w (two dimensional flow)

Q = - r2 W + Qw

Integrasi pers tsb

Q = - r2 W + C

Masukan r0 dan QQw pada pers tsb

Pada r=r0 besarnya Q=0 sehingga didapat pers debit sbb.:

Pers tsb menunjukan bahwa debit pompa Q sama denganrecharge W apabila drawdown konstan

Drawdown curve

Impermeable

Original piezometric surface

Slope = i

Ground surface

Impermeable

Confined aquifer b

Q

dud iihrQK

uh 2

Konduktivitas hidraulik dapat dihitung denganpers sebelumnya sbb.:

y

QKbi

xy 2tan

KbiQyL 2

KbiQxL 2

Batas air tanah searah aliran XL yang mempunyai kontribusi pada sumur dapat dinyatakan sbb>:

Aliran langgeng radial menuju sebuah sumur melalui sebuah akifer unconfined dengan piezometer miring sampai menembus akifer confined (two dimensional flow)

Batas air tanah tegak lurus arah aliran YL yangmempunyai kontribusi pada sumur dapat dinyatakan sbb>:

Bidang batas air tanah yang mengalir ke sumur pada bidang sumbu X, Y dapat dinyatakan sbb>:

XL

YL

Ground Water Recharge

Ground suface Water table

River

Impermeable

River

Water table

Ground suface Pumpling well

Impermeable

Recharge buatan dilakukan untuk :Melestarikan & menjaga air tanah sebagai sumber alam yang ekonomisSinerji pengelolaan reservoir (permukaan dan air tanah)Konservasi/reservasi lingkungan (intrusi air laut, TMA tanah minimum, settlement dll)Upaya purifikasi air limbah untuk digunakan kembaliEnerji (geotermal) dll Metoda recharge buatan yang sering dipakai adalah :Water spreading : air didistribusikan di permukaan tanah agar terinfiltrasikan menjadi air tanah. Untuk itu air disuplai melalui irigasi, waduk, pengendalian banjir dll)Water induced : muka air tanah direkayasa agar lebih rendah dari sumber air permukaan di sungai/waduk/saluran sehingga terjadi aliran air ke bawah tanah (lihat gambar di atas

Recharge air tanah dapat secara alami maupun buatan

Hooghoudt Formula for Subsurface Runoff

1. Ditches reaching an impervious floor

2. Ditches above an impervious layer

21

222 4K8K=q

Lh

LhD

211

22 8K8K=q

LhD

Ldh

d is equivalent layer, function of drain radius, L, and D2 value. Obtained from Hooghoudt Table

Contoh:

• q=0.005 m/day if drain spacing L=40 m, and if taken sample drain =100 m long then discharge per ha will be 0,58 litre/s/ha or back again 5 mm per day.

Another form: Hooghoudt Formula

h

d

H

x

S/2

y

Aplikasi Hooghoudt Formula

2

22 )22(4S

dhdHhHkv

vAQ

Menentukan Spasi antara drainase bawah permukaan (S) dengan debit yang berasal dari aliran bawah permukaan

Dimana A adalah luas proyeksi vertikal dinding saluran yang dilewati v. L adalah panjang saluran.

Lapisan Impermeable

S

Q QHh

d

hLA

Contoh:• Tentukan debit pada saluran drainase bawah permukaan, jika diketahui

k=2x10-4 m/s, ketinggian muka air tanah ht=15 m dan ketinggian dasar saluran hd=10 m dari lapisan impermeable. Tinggi muka air di saluran adalah 0.5 m.

L=600 m

Pot A

Pot A

Lapisan Impermeable

S

Q QHh

d

Maka: d=10 m, H=5 m, dan h=0.5 m

42

224

2

22

101100

)5.010251025.05(10.24)22(4

xxxxxxS

dhdHhHkv

S=100 m

smxxxvAQ /03.06005.0101 34

The Ghyben-Herzberg lens• Dengan asumsi Gyben-Herzberg bahwa interface antara air tawar dan air

laut dalam keadaan setimbang secara hidrostatism maka muka air tanah di daerah pantai didekati dengan persamaan paling sederhana

• Dengan asumsi tersebut jika rs=1040 kg/m3 dan rf=1000 kg/m3makaffsfss ghghgh rrr

ffffs

fs hhhh 40

100010251000

rr

r

msl

SEA LAND

hs

hf

hs Fresh water=rf

Salt water=rs

Contoh 10

• Jika muka air tawar sumur dangkal warga pantai diketahui berjarak 3 m dari permukaan tanah, dan permukaan tanah di 3,5 m msl. Berapakah kedalaman muka air asin dari permukaan tanah.

• Jawab:hf=3,5-3=0,5 m dari msl, karena:

maka hs=40 x 0,5=20 m.Sehingga kedalaman muka air asin dari

permukaan tanah =20+3,5 =23,5 m

fs hh 40