Aliran Air Tanah Regional
-
Upload
rafieq-farazi -
Category
Documents
-
view
241 -
download
0
Transcript of Aliran Air Tanah Regional
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 1/46
Chapter 7
Regional Ground-Water Flow
Muhamad Fauzan Septiana
122.12.016
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 2/46
1. Introduction
2. Steady Regional Ground Water Flow inUnconfined Aquifers
3. Transient Flow in Regional Ground-Water
Systems4. Noncyclical Ground Water
5. Springs
6. Geology of Regional Flow Systems7. Interactions of Ground Water and Lakes or
Wetlands and Streams
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 3/46
1. Introduction (Pengenalan)
• Cekungan air tanah didefinisikan sebagai volumeair yang berada di bawah permukaan dimanawater table berada di lokasi yang mempunyai debitair tanah.
• Dalam bab ini , pembaca harus membayangkandimensi ketiga secara tersirat . Kita akan mulaidengan memeriksa aliran isotropik , mediahomogen dan kemudian mencakup dampaknonhomogen dan anisotropi .
• Pada bab ini juga kita akan menggunakanpersamaan Laplace tentang berbagai pola aliran
regional.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 4/46
2. Steady Regional Ground Water Flow in
Unconfined Aquifers
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 5/46
2.1 recharge and discharge areas
• Di daerah recharge, sering ada zona unsaturrated
agak mendalam antara permukaan air danpermukaan tanah. Sebaliknya, water table
ditemukan baik di dekat atau di permukaan tanah di
daerah discharge.
• Garis aliran pada jaring aliran cenderung
menyimpang air dari daerah resapan dan berkumpul
menuju daerah pembuangan. Konvergensi ini tidak
akan terjadi jika zona discharge besar, seperti garispantai.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 6/46
2.2 GROUND WATER FLOW PATTERNS IN
HOMOGENEOUS AQUIFER
• Model deskripsi dari arus aliran air tanah dalamakuifer tak terkekang pertama kali di publikasikanoleh M. K. Hubbert dalam buku berjudul “The
Theory of Ground-Water Motion” (Hubbert1940). Hubbert menjelaskan bahwa angka darisebuah persilangan antara akuifer homogendengan skema air naik dalam bukit berada
diantara dua lembah.• Garis equipotential menunjukan garis yang
hancur (lembek), sedangkan garis arusmenunjukan yang padat.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 7/46
Gambar 7.1 memperlihatkan
recharge area dan discharge area
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 8/46
Rumus Laplace
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 9/46
Gambar 7.2 menunjukkan beberapa piezometer
dengan garis equipotensial dan head yang berbeda
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 10/46
Gambar 7.3 adalah gambaran grafik untuk kasus
dimana disana ada lereng linear ke water table
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 11/46
Gambar 7.4 menunjukkan sebuah aliran dari
pengeringan cekungan air tanah dengan rangkain dari
sistem aliran lokal.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 12/46
saat di cekungan lain dengan sebuah kedalaman serupa/rasio panjang
tapi dengan terungkap lebih relief water table, hanya sistem lokal yang
menjadi dalam. Ini diilustrasikan pada Gambar 7.5A, di Gambar 7.5B,
dimana relief bergelombang lebih dari water table memiliki hasil di
formasi yang ekslusif dari sistem aliran lokal.
G b 7 6 il ik l i l d i d li di
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 13/46
Gambar 7.6 mengilustrasikan lapangan potensial dan garis edar aliran di
sebuah titik stagnasi. Titik stagnasi bisa ada di material-material yang
seutuhnya isotropik dan homogen
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 14/46
2.3 Effect of Buried Lenses (pengaruh dari lensa
yang tersembunyi)
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 15/46
Toth (1962) juga menunjukkan kenapapiezometer kadang-kadang hasil di level airrupanya ganjil dengan untuk diharapkan bagianaliran pola. Kumpulan piezometer pada
kedalaman yang bermacam-macam mungkinmenunjukan nilai elevasi air menuju water tableuntuk sebuah tempat yang dangkal, sebuahelevasi air yang rendah untuk sebuah piezometer
dari kedalaman menengah, dan kemudian nilaielevasi air menuju elevasi water table untukbagian yang dalam.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 16/46
2.4 Nonhomogenous and Anisotropic Aquifers
( Akuifer nonhomogen dan Anisotropik)
Solusi analaitik untuk persamaan Laplace
terbatas di homogen, akuifer isotropik dengan
penjelasan boundary dan kondisi pembatas.
Kebanyakan akuifer alami adalah anisotropikdan homogen. Model Toth dengan lereng
linear ke water table, bagian discharge tercerai
setengah ke cekungan air tanah.
Pada Gambar 7 8 A menunjukkan distribusi potensial dan garis aliran untuk
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 17/46
Pada Gambar 7.8 A menunjukkan distribusi potensial dan garis aliran untuk
cekungan air tanah dengan konsentrasi discharge untuk anisotropik dan akuifer
homogen
Pada Gambar 7.8 B menunjukkan distribusi potensial di akuifer yang mana
konduktivitas horizontal 10 kali lebih besar vertikal. Di akuifer anisotropik, garis
aliran tidak menyilang
Gambar 7 9 A menunjukkan distribusi potensial di sebuah akuifer yang dilapisi ketika unit yang
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 18/46
Gambar 7.9 A menunjukkan distribusi potensial di sebuah akuifer yang dilapisi ketika unit yang
dibawah memiliki konduktivitas 10 kali dari bagian atas.
Gambar 7.9 B mengilustrasikan jika dilapisi lapisan konduktifitas tinggi sebuah unit dari
konduktivitas bawah yang substansi, lapangan potensial similai ke akuifer isotropik.
G b 7 10 A j kk k if fi d ki d i i t d t
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 19/46
Gambar 7.10 A menunjukkan akuifer confined mungkin cenderung miring atau datar.
Jika hasil akuifer keluar dekat dengan topografi tinggi, subtansi recharge mengambil
tempat di area singkapan.
Gambar 7.10 B akuifer confined di Gambar ini tidak memiliki area singkapan. Akuifer
diisi oleh aliran yang menurun melalui batasan lapisan.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 20/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 21/46
• Jika akuifer yang bocor, kita akan mempompa untukmengurangi head didekat sumur-sumur. Sebagai hasil,permukaan potensiometri akan turun.
• Di akuifer confined, kerucut yang dangkal akan
bertumbuh sampai menjangkau bagian rechargeakuifer, atau bagian discharge, atau keduanya. Hasilnyaakan berubah di lapangan potensial akan menstimulasikenaikan recharge, atau penurunan discharge secara
alami, atau keduanya.• Jika ini cukup untuk menyeimbangkan antara discharge
dan recharge, akuifer akan menjadi setimbang dinamislagi. Jika tidak, level air akan terus turun.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 22/46
4. Noncyclical Ground Water (Air Tanah yang
berhubungan dengan masa putaran)
• Air tanah tidak meliputi siklus hidrologi saja. Kemudianperistiwa geologi mungkin membakar sedimen atau batulalu dimasuki oleh pori-pori air. Air terbakar denganbatuan disebut fossil water air fossil (White 1957a).
Ketertarikan air bahwa tidak terbakar dengan batuantetapi telah terjadi kontak dengan atsmosfer untuk suatubagian dari periode geologi yang cukup besar yang dinamakan connate water/air seasal (White 1957a).
• Magmatic magma berasosiasi dengan magma. Itu
mungkin bagian dari juvenile water, yang sebelumnyatidak pernah bersikulasi di siklus hidrologi(White 1957b);bagaimanapun, kebanyakan magmatic water berasaldari daur ulang seasal dari fossil water. Magmatic waterbisa masuk kembali ke siklus hidrologi ketika erupsi
vulkanik dari mata air yang panas.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 23/46
5 Springs (Mata Air)
• Mata air memiliki lubang di pola penyelesaian
di berbagai tanah, yang mana mereka
menyuplai air di daerah itu. Mata air mungkin
memiliki sebuah debit yang konstan ataumungkin tidak memiliki debit yang tetap.
• Topografi yang rendah memiliki mekanisme
untuk pembentukan mata air.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 24/46
• Depression spring terbentuk ketika water table menuju
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 25/46
• Depression spring terbentuk ketika water table menujupermukaan (Bryan 1919). Perubahan di topografi membentukgelombang yang mirip dalam konfigurasi water table. Sistemaliran lokal lalu terbentuk, dengan formasi mata air di dalam
zona discharge (Gambar 7.11 A)• Gambar 7.11 B menunjukkan kontak litologi hampir bertanda
oleh garis dari mata air, yang mana pusatnya berada di watertable atau dalam bertengger di water table.
• Gambar 7.11 C menunjukkan mata air yang terhalangi olehsesar yang menyebabkan debit air di setiap area berbeda
• Gambar 7. 11 D menunjukkan bahwa mata air berada dilobang besar di tanah yang berhubungan dengan lubang-
lubang yang ada di permukaan.• Gambar 7.11 E dan Gambar 7.11 F menunjukkan mata air
yang dibawah ada berbagai lipatan. Air bergerak menujubatuan terutama ke retakan dan mata air bisa berasal dari
rekahan di permukaan pada elevasi yang rendah.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 26/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 27/46
6. Geology of Regional Flow Systems (
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 28/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 29/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 30/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 31/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 32/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 33/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 34/46
7 I t ti f G d W t d L k
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 35/46
7. Interactions of Ground Water and Lakes or
Wetlands and Streams (Interaksi dari Air Tanah
dan Danau atau Tanah Subur dan Sungai )
• Satu hal yang penting dari hidrologi tentang danau atautanah subur adalah interaksinya dengan air tanah.Interaksi ini memainkan perputaran penting di neracaair untuk danau dan tanah subur (Winter 1977; Siegel
1988a, 1988b). Danau mungkin diklasifikasikan secarahidrogeology pada basis dominasi dari neraca hidrologitahunan oleh air permukaan atau air tanah. Dominasiair permukaan di danau bertipikal sungai yang memiliki
inflow dan outflow, sedangkan rembesan air danaumendominasi semuanya (Born, Smith&Stephenson,1979).
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 36/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 37/46
Gambar 7.31 menunjukkan beberapa
kememungkinkan keterhubungan antara air
tanah, air permukaan, dan danau atau
tanahsubur. Semua danau atau tanah suburmenerima presipitasi langsung dan kehilangan
air dikarenakan evaporasi.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 38/46
• Gambar 7.32 A menunjukkan air rembesan danau. Disini ada
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 39/46
Gambar 7.32 A menunjukkan air rembesan danau. Disini ada
dominasi dari air tanah, yang diberi oleh air tanah inflow di satu sisi
dan dialirkan oleh air tanah outflow disisi yang lain.
• Danau di gambar 7.32 B menunjukkan hanya air tanah yang
mendominasi, diberi oleh air tanah dan dan dialirkan oleh aliransungai.
• Danau di gambar 7.32 C menunjukkan diberi oleh aliran sungan dan
inflow air tanah atau keduanya.
• Danau di gambar 7.32 D di dominasi oleh air permukaan, diberi olehsungai dan hanya dialiri oleh sungai. Air tanah inflow dan outflow
sangat minimal.
• Danau di gambar 7.32 E merefresentasikan pembentukan sebuah
kolam air dibelakang bendungan.
• Stasiun danau yang ditujukkan di gambar 7.32 F. Itu dialiri oleh sungai
dan inflow air tanah disemua sisi. Air diberhentikan hanya oleh
evaporasi, yang mana didominasi keseimbangan air.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 40/46
• Gambar 7.33 menunjukkan water table dan dua danau.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 41/46
Gambar 7.33 menunjukkan water table dan dua danau.Area ditengah danau adalah area recharge, denganelevasi tertinggi danau menerima air dari sistem aliranlokal; danau terendah diberi oleh lokal dan sistem
aliran regional.• Di mata air yang muda, water table itu tinggi, dan
kebanyakan danau seperti itu di gambar 7.33 A.Bagaimanapun, sebagai water table menebang selama
musim kering, air tanah dibagi beberapa danau. Danauitu menjadi danau aliran, dengan air tanah mengalir disatu sisi dan di luar sisi lain. Danau tertinggi di gambar7.33 B mengilustrasikan kondisi ini.
•
Kondisi aliran tertutup untuk tiap danau yangberkomplikasi oleh semacam pohon di sekitar danau.Pohon itu phreatophytes – tumbuhan yangmenggunakan air dalam jumlah yang banyak. Selamamusim bertumbuh, water table mungkin layu ke level dibawah danau di pinggir phreatophytes (Gambar 7.33 C)
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 42/46
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 43/46
• Gambar 7.34 menunjukkan garis silang dari
rembesan danau, denga water table yang
lebih tinggi dibanding permukaan danau.
Distribusi potensial didasarkan pada 2 dimensikeadaan model numerikal yang tetap (Winter
1976). Disana ada zona stagnasi danau,
diindikasikan ada yang lokal dan ada aliran airtanah regional.
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 44/46
Gambar 7 36 menunjukkan pola aliran yang rumit sekali dapat
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 45/46
Gambar 7.36 menunjukkan pola aliran yang rumit sekali dapat
membentuk sistem kelipatan danau. Dengan beberapa danau
memiliki inflow sampai ke bawah dan beberapa outseepage.
Gambar 7 37 tentang sistem satu danau dalam
7/21/2019 Aliran Air Tanah Regional
http://slidepdf.com/reader/full/aliran-air-tanah-regional 46/46
Gambar 7.37 tentang sistem satu danau dalam
gambar ini ditujukkan di pandangan atas dan
garis silang.