PENELITIAN HYDROGEOLOGI TAMBANG UNTUK RENCANA DRAINASE TAMBANG BATUBARA BAWAH

TANAH

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN ENERGI DAN SUMBERDAYA MINERAL

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI MINERAL DAN BATUBARA

PROYEK PENELITIAN TEKNOLOGI PENAMBANGAN

2010

Budi Islam, Nendaryono, Fauzan, Hendro Supangkat, Eko Pujianto, Suhendar, Iis Hayati, Rakhmanudin, Welly Gatsmir, Jajat Komara

7 - 1

DAFTAR PUSTAKA

1. C.W. Fetter, Applied Hydrogeology, third edition, Englewood Cliffs, New

Jersey, p. 35 123, 1994

2. Neven Kresic, Hydrogeology and Grounwater Modeling, second edition,

Taylor & Francis Group, LLC, p. 3 85, p3 101 153,p. 306 339, 2007.

3. Philip E, Enviromental Hydrogeology:, second edition, Taylor & Francis

group, p. 29 59, p. 165 179, p. 183 205, 2009.

4. Willis D. Weight, Hydrogeology Field Manual, The University of Montana

Butte, Montana, p. 14 31, p. 38 120, 2008.

i

KATA PENGANTAR

Sejalan dengan perkembangan dunia pertambangan di Indonesia saat ini yang

mengarah kepada tambang bawah tanah (underground mining), maka untuk

mengantisipasi masalah tersebut perlu dibuat peraturan mengenai pengelolaan

air tambang atau sistem drainase agar produktifitas tambang dapat tetap

terjaga.

Untuk mengatasi masalah tersebut maka, perlu dilakukan penelitian pada

tambang bawah tanah. Karena kondisi batuan pada setiap akan tambang

berbeda, untuk itu perlu dibuat peraturan mengenai sistem drainase yang tepat

di setiap tambang. Sejalan dengan itu Puslitbang tekMIRA sebagai lembaga

penelitian dan pengembangan, dirasakan perlu melakukan penelitian masalah

pengelolaan air tambang agar dapat dibuat satu kebijakan yang akan berguna

untuk pemerintah dalam melakukan pengawasaan pengelolaan air tambang

secara benar.

Bandung, Desember 2010

Kepala

Puslitbang Teknologi Mineral

dan Batubara

Ir. Hadi Nursarya. M.Sc NIP. 19540306 197803 1 001

ii

S A R I

Keberdaan air tanah di lokasi tambang batubara bawah tanah merupakan salah satu

masalah yang perlu diperhatikan, salah satunya adalah perlunya rencana dan disain

sistem drainase. Mengingat disetiap lokasi penambangan memiliki karakteristik yang

berbeda, maka perlu dilakukan penelitian hidrogeologi yang memadai dan detail pada

setiap daerah, sehingga keberadaan air tanah dapat diketahui lebih dini dan tidak

mengganggu produksi tambang.

Kegiatan penelitian ini sesuai hasil pembicaran dengan pihak Ditjen Minerbapabum

adalah untuk membantu dalam membuat regulasi kebijaksanaan tentang penanganan

air tambang bawah tanah.

Kegiatan untuk mendukung visi dan misi dari kelompok program IPTEK penambangan

agar menjadi lembaga terdepan dalam mendorong penerapan teknologi penambangan

berwawasan konservasi dan lingkungan serta lembaga sertifikasi sistem manajemen

lingkungan pertambangan, dan misi untuk menghasilkan model-model, metode,

prasarana baru dalam teknologi penambangan, geoteknologi penambangan dan

lingkungan pertambangan

Jumlah airtanah di daerah ini, berdasarkan hasil penghitungan dengan metode neraca

air, sekitar 197,8 juta m3/tahun atau sekitar 16 % dari curah hujan tahunan di

cekungan. Sebagian dari jumlah airtanah tersebut mengalir secara wajar pada sistem

akuifer dalam sebesar 15,3 juta m3/tahun. Daerah imbuh (recharge area) sistem

akuifer dalam itu terletak di bagian utara daerah penyelidikan dan sekitarnya.

Berdasarkan jumlah, mutu, dan kedudukan muka airtanah pada setiap sistem akuifer

utama, daerah penyelidikan dibagi menjadi 3 (tiga) wilayah potensi airtanah, yakni:

a. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam. Yang

menempati daerah sepanjang pantai selatan yang membentang dari bagian barat

sampai di timur, serta di utara yang mendekati batas pemisah air permukaan. Akuifer

dangkal berkedudukan antara 1,0 - 20 meter di bawah muka tanah setempat (mbmt),

kedalaman sumurgali antara 1,5 6,3 mbmt, kedudukan muka airtanah statis (MAS)

antara 0,2 3,8 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 - 3,5 m, harga kelulusan (K)

antara 1,8 x 10-3 - 2,6 x 10-3 cm/dtk, harga keterusan (T) antara 10,1 - 37,7 m2/hari,

debit jenis (Qs) antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, debit optimum (Qopt) antara 2,2 3,5 l/dtk,

mutu airtanah cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam

berada pada kedudukan antara 25 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,8 29 mbmt, K antara

10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10 - 750 m2/hari, Qs antara 0,54 - 0,80 l/dtk/m, Qopt

antara 5,4 - 12 l/dtk, mutu airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di

atas ambang batas yang disarankan untuk air minum.

b. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Akuifer Dangkal dan Sedang pada Akuifer

Dalam. Menempati bagian sayap Antiklin Klandasan dan Mentawir. Akuifer dangkal

berkedudukan antara 0,9 - 17,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih

dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0

5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 - 16,7 m2/hari, Qs antara 0,17 -

iii

0,21 l/dtk/m, Qopt antara 1,2 - 1,7 l/dtk, mutu airtanah akuifer ini umumnya memenuhi

kriteria sebagai sumber air minum. Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 30 -

250 mbmt, MAS sekitar 3,7 - 70,0 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara

10,5 - 35,8 m2/hari, Qs antara 0,35 - 0,54 l/dtk/m, Qopt antara 3,5 - 8,1 l/dtk, mutu

airtanah umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang

tidak disarankan untuk air minum.

c. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Akuifer Dangkal dan Akuifer Dalam.

Menempati inti Sinklin Wain dan sekitarnya yang berada di bagian tengah daerah

penyelidikan. Akuifer dangkal diperkirakan berkedudukan antara 1,1 - 20,0 mbmt,

kedalaman sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25

13,00 mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2

cm/dtk, T antara 0,7 - 1,26 m2/hari, Qs antara 0,16 - 0,21 l/dtk/m, Qopt < 2,0 l/dtk,

mutu airtanah umumnya cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.

Akuifer dalam berkedudukan 50 - 300 mbmt namun umumnya lebih dalam dari 150

mbmt, MAS sekitar 0,02 - 1,59 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T sekitar 30

m2/hari, Qs lebih kecil dari 0,3 l/dtk/m, Qopt < 2 l/dtk, mutu airtanah umumnya

mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang tidak disarankan

untuk air minum.

Rancangan Drainase

Berdasarkan hasil observasi lapangan dan analisis perhitungan dapat diketahui bahwa tipe material untuk saluran adalah saluran (channel) natural artinya saluran tanah/batuan yang ada (clean, winding stream) dengan bentuk trapezoidal atau rektangular. Nilai koefisien kekasaran (manning roughness coefficient) untuk natural stream channel sadalah (n) = 0.040. Perhitungan kedalaman aliran pada saluran trapezoidal mempunyai koefisien manning rughness (n) = 0,040 (untuk kanal yang alami), S = 0,07, y = 1/3 = 0.577 dan Q = 1,106 m3/s Metoda pemecahan dengan perhitungan kedalaman (d), lihat gambar dibawah

Dimana, = 60. Berdasarkan pada aliran air (flow rate) kedalam saluran air dan perhitungan ukuran saluran air, dimana B =0,35

m; Bw = 0,25 m; d = 0,30 m; A = 0,624 m2; = 60.

768.10

106.16

25

d

mmBw 25.0293.0

mmB 35.0385.0

2624.0 mA

md 60.0

iv

d = 0.30 m

Bw = 0.25 m

B =0,35 m

1

z

= 60

v

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ................................................................................. i SARI ............................................................................................................ ii DAFTAR ISI ................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... iv DAFTAR TABEL .......................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. v BAB I PENDAHULUAN 1 1 1.1. Latar belakang Masalah .... 1 1 1.2. Ruang Lingkup Kegiatan ......... 1 - 2 1.3. Tujuan ....................... 1 - 2 1.4. Sasaran .............. 1 - 2 1.5. Lokasi Kegiatan ....... 1 - 3

BAB II KEADAAN UMUM 2 1 2.1 Tinjauan Geologi Regional Daerah Tenggarong ............. 2 1 2.2 Geologi ............................................................................. 2 1 2.2.1. Hidrologi dan Hidrogeologi ................................... 2 3

BAB III TINJAUAN TEORI ..................................................................... 3 1 3.1. Beberapa Istilah Penting ................................................. 3 1 BAB IV PEMBAHASAN ........................................................................... 4 1 4.1. Hasil Penyelidikan .......................................................... 4 1 4.2. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Aquifer Dangkal dan Aquifer Dalam ............................................................ 4 2 4.3. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Aquifer Dangkal dan Sedang pada Aquifer Dalam ........................................... 4 2 4.4. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Aquifer Dangkal dan Aquifer Dalam .......................................................... 4 3 4.5. Rancangan Drainase ........................................................ 4 3 BAB V METODOLOGI 5 1 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 6 1 6.1. Kesimpulan ....................................................................... 6 1 6.2. Saran ............................................................................... 6 1 DAFTAR PUSTAKA .

vi

DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman

1.1. Lokasi Kegiatan ............................................................................ 1 3

3.2. Skema Untuk Menggambarkan Pengertian Permebilitas

dan Transmisibilitas ....................................................................... 3 4

3.3. Koefesiensi Penyimpanan ........................................................... 3 5

3.4. Jenis-Jenis Aquifer ..................................................................... 3 6

3.5. Gambaran Skematis Suatu Uji Pemompaan .............................. 3 9

3.6. Penurunan Muka Air pada Aqufer Tertekan .............................. 3 10

3.7. Penurunan Muka Air pada Aqufer Bebas .................................... 3 10

3.8. Beberapa Penampang Saluran Air .............................................. 3 15

4.1. Dimensi Bentuk Aliran ................................................................... 4 4

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1. Beberapa Harga Permeabilitas ..................................................... 3 1

2.1. Peta geologi Daerah Penelitian ..................................................... 2 2

2.2. Peta Hidrogeologi Daerah Penelitian ........................................... 2 5

3.1. Skema Percobaan Darcy .............................................................. 3 3

4.1. Ukuran Dari Saluran Air Terbuka ................................................. 4 5

1 - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Air bawah tanah pada tambang batubara sangat berpengaruh pada

produktivitas penambangan terutama pada tambang batubara bawah tanah

(underground mining), masalah air tanah tersebut perlu dikelola secara baik.

Pengelolaan masalah air tanah meliputi pengawasan (monitoring), pencegahan

dan pengendalian air bawah tanah baik jumlah aliran air tambang (debit) yang

masuk maupun pengawasan terhadap sumber air pada tambang bawah tanah

tersebut.

Air bawah tanah pada lokasi tambang tanah (underground mining), biasanya

berasal dari rembesan/bocoran (seepage/leakage) yang keluar melalui struktur

batuan, berupa aliran pada lapisan akifer, rekahan, dan patahan. Terpotongnya

jalur lapisan akifer karena pembuatan lubang bukaan tambang (opening) atau

kegiatan penambangan dapat menjadi masalah tersendiri. Pada kegiatan

penambangan bawah tanah pembuangan air merupakan suatu yang mutlak

harus dilakukan demi menjaga keamanan, keselamatan dan produktivitas

penambangan, terutama bila elevasi tambang tersebut berada di bawah muka

air tanah.

Pada tambang bawah tanah pengelolaan air tambang berupa,

a). Pencegahan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine

dranage).

b). Pengendalian air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang (mine

dewatering).

c). Pengawasan air rembesan/bocoran masuk kedalam lokasi tambang

(monitoring).

1 - 2

1.2. Ruang Lingkup Kegiatan

Ruang lingkup kegiatan penelitian ini meliputi :

a. Pembuatan Kerangka acuan kerja

b. Studi literature

c. Persiapan administrasi dan peralatan

d. Penelitian hidrogeologi

e. Pengambilan data sekunder

f. Evaluasi hasil penelitian

g. Pelaporan dan tulisan ilmiah

1.3. Tujuan

Melakukan penelitian secara detail tentang hidrogeologi di tambang batubara

bawah tanah untuk mendukung dalam penyusunan rencana disain sistem

drainase, sehingga keberadaan air tanah dapat secara optimal dapat

ditanggulangi. Selain itu sesuai dengan pihak Ditjen Minerbapabum bahwa

kegiatan ini untuk mendukung kebijakan Pemerintah di dalam pengembangan

tambang batubara bawah tanah.

Tujuan lain adalah agar sistem dan rancangan sistem drainase pada tambang

batubara bawah tanah.dapat diterapkan dalam kegiatan penambangan.

1.4. Sasaran

Sasarannya dari kegiatan ini adalah diperolehnya satu perencanaan sistem

drainase pada tambang batubara bawah tanah.yang baik pada lokasi tambang

batubara bawah tanah. Selain itu saran dari hasil penelitian ini untuk membantu

Ditjen Minerbapabum bahwa hasil penelitian ini bisa diterapkan atau

dikomunikasikan dengan tambang-tambang lain sejenis yang ada di tempat lain

1 - 3

1.5. Lokasi Kegiatan

Lokasi kegiatan penelitian dilakukan pada 2 (dua) lokasi tambang batubara

bawah tanah yaitu PT. Fajar Bumi Sakti di Tenggarong dan PT. Indominco

Mandiri di Bontang. Untuk mencapai kedua lokasi tersebut dapat melalui jalan

darat dari ibukota provinsi Kalimantan Timur Samarinda. Kedua tempat tempat

penelitian tersebut berada di provinsi Kalimantan Timur. (Gambar 1.1.)

Gambar 1.1 Lokasi Daerah Penelitian

Gambar 1.1. Peta Lokasi Kegiatan

Lokasi

Kegiatan

2 - 1

BAB II

KEADAAN UMUM

2.1 Tinjauan Geologi Regional Daerah Tenggarong

Terdapat dua formasi geologi yang paling penting untuk diberi perhatian di

wilayah penelitian yaitu Formasi Balikpapan dan Pulau Balang. Formasi

Balikpapan terdiri atas perselingan batupasir dan lempung dengan sisipan

lanau, serpih, batugamping dan batubara. Batupasir kuarsa, putih kekuningan,

tebal 1-3 m, sisipan seam batubara 5-10 cm. Batupasir gampingan, coklat,

berstruktur sedimen, lapisan bersusun dan silang siur, tebal 20-40cm,

mengandung foraminifera kecil, sisipan tipis karbon. Lempung kelabu

kehitaman, setempat sisa tumbuhan,, oksida besi yg mengisi rekahan setempat

mengandung lensa batupasir gampingan. Lanau gampingan, berlapis tipis,

serpih kecoklatan, berlapis tipis. Batugamping pasiran, foraminifera besar,

moluska, menunjukkan umur Miosen Akhir bagian bawah Miosen Tengah

bagian atas. Lingkungan pengendapan, dataran delta, tebal 1000 1500 m.

Formasi Pulau Balang terdiri atas perselingan antara greywacke dan batupasir

kuarsa dengan sisipan batugamping, batulempung, batubara dan tuf dasit.

Batupasir greywacke, kelabu kehijauan, padat, tebal 0,5-1 m. Batupasir kuarsa,

kelabu kemerahan, setempat tufan dan gampingan, tebal 15-60cm.

Batugamping, coklat muda kekuningan, foraminifera besar, sebagai sisipan

atau lensa dalam batupasir kuarsa, tebal 10-40cm. Umur Miosen Tengah

dengan lingkungan pengendapan laut dangkal. Batulempung kelabu

kehitaman, tebal 1-2cm, setempat berselingan dengan batubara tebal sampai 4

m. Tufa dasit merupakan sisipan dalam batupasir kuarsa.

2.2. Geologi

Wilayah penambangan PT. Indominco termasuk dalam cekungan Kutai. Litologi

di wilayah ini merupakan endapan sedimen berumur Miosen da Pliosen yang

mendasari daerah Kalimatan Timur, terlipat menjadi beberapa antiklin dan

sinklin berarah utara hingga timur laut membentuk Antiklinorium Samarinda.

2 - 2

Daerah Bontang terletak di pinggir timur struktur ini. Secara garis besar

terdapat lima (5) kelompok batuan.

Satu dari lima kelompok batuan tersebut adalah Formasi Kampung Baru yang

berumur Miosen Tengah sampai Pliosen. Kelompok iini dibedakan atas

Formasi Tanjungbaru dan Formasi Sepinggan. Dari kelima kelompok batuan

tersebut hanya kelompok Kampungbaru yang mempunyai peranan penting bagi

pembentukan akifer tertekan pada daerah satuan bermorfologi dataran. Hal ini

disebabkan oleh sifat batuan penyusunnya yang lurus air, dank arena

penyebarannya mendominasi bagian timur daerah penyelidikan. Kelompok

Kampungbaru ini sangat mendukung terbentuknya akifer tertekan.

Gambar 2 - 1. Peta Geologi Daerah Penelitian

2 - 3

2.2.1. Hidrologi dan Hidrogeologi

2.2.1.1. Tata Sungai

Aliran sungai umumnya berasal dari daerah bermorfologi perbukitan terjal

dibagian barat menuju ke daerah bermorfologi perbukitan landai (dan ke

daerah di bagian timur). Sungai utama yang mengalir di daerah ini adalah

Sungai Santan yang terdapat di bagian selatan, mengalir dari baratke timur.

Sungai Palakan mengalir dari utara kea rah selatan bermuaa di Sungai Santan,

Sungai Bontang terletak dibagian tengah daerah penelitian mengalir dari barat

ke timir, sementara Sungai Kenibungan terletak di bagian utara mengalir dari

barat ke timur.

Permasalahan air bawah tanah dan permukaa perlu dipertimbangkan karena

permeability rendah, curah hujan tinggi (rata-rata tahunan) dan beberapa aliran

akan bermuara ke Sungai Bontang dan Sungai Santan dimana melewati

kawasan permukiman sehingga perlu penanganan lebih hati-hati supaya tidak

menimbulkan bencana di daerah aliran sungai tersebut.

Sungai di Blok Timur berpola sub parallel dendritik terletak pada satuan

morfologi perbukitan berlereng terjal, dengan lembah berbentuk V yang sempit

dan arah erosi vertical, batuan penyusun homogeny yang dominan batu

lempung berstadia muda dewasa, misalnya Sungai Palakan dan Sungai

Bontang bagian hulu.

Sungai Blok Barat yang berpola subparallel dendritik terletak pada satuan

morfologi perbukitan berlereng landai, batuan penyusun homogendidominasi

batupasir, pada umumnya mempunyai lembah yang cukup lebar termasuk

berstadia dewasa. Sedang sungai Santan bagian hilir sudah bermeander

dengan arah erosi ke samping dan bentuk lembah mencerminkan stadia

dewasa tua.

2 - 4

2.2.1.2. Sistem dan Produktivitas Akuifer

Batuan penyusun daerah penelitian atau 5 kelompok meliputi formasi

pemaluan, formasi Pulubalang, formasi Balikpapan, formasi Kampong Baru,

dan endapan alluvia. Tiap kelompok batuan tersebut mempunyai sistem akuifer

yang berbeda tergantung pada komposisi batuan penyusunnya , sehingga

produktivitasnya juga berbeda. Secara umum sistem dan produktivitas akuifer

beberapa kelompok batuan yang penting, dapat diuraikan seperti dibawah ini :

- Formasi Pulubalang tersusun oleh perselingan antara batupasir kuarsa

dengan batulanau dan kadang-kadang terdapat batu gamping dan batu

lempung. Sistem akuifer berupa ruang antar butir dan celah, kelulusan

secara umum sedang dengan produktivitas terhadap air tanah termasuk

sedang

- Formasi Balikpapan tersusun oleh batu pasir, perselingan antara batu

pasir kuarsa dengan batu lanau dan kadang-kadang terdapat batu

gamping dan batu lempung. Sistem akuifer berupa ruang antar butir dan

celah, kelulusan secara umum sedang tinggi dengan produktivitas

terhadap air tanah termasuk sedang tinggi

- Formasi Kampung Baru terdiri atas perselingan antara serpih, lempung,

batu lanau, pasir dan baubara. Sistem akuifer berupa celah dan ruang

antar butir dengan kelulusan rendah sampai sedang sehingga

produktivitasnya kecil sampai sedang.

- Endapan alluvial tersusun oleh lempung, pasir, kerikil dan sisa

tumbuhan. Sistem akuifer termasuk ruang antar butir dengan kelulusan

rendah sampai tinggi tetapi umunya mempunyai produktivitas kecil.

Penyusun bahan di Bolk Timur termasuk dalam formasi Pulubalang, didominasi

oleh batu lanau, perselingan batu pasir dengan batu lanau dan kadang-kadang

2 - 5

batu gamping. Sistem dan produktivitas akuifer di Blok Timur dengan kelulusan

rendah sampai sedang sehingga produktivitasnya kecil sampai sedang.

Penyusun batuan di Blok Barat termasuk dalam formasi Balikpapan, didominasi

oleh batu pasir, perselingan batu pasir dengan batu lanau dan kadang-kadang

batu gamping. Sistem dan produktivitas akuifer di Blok Barat dengan kelulusan

sedang tinggi sehingga produktivitasnga sedang-tinggi.

Gambar 2 2. Peta Hidrogeologi Daerah Penelitian

3 - 1

BAB III

TINJAUAN TEORI

Secara hidrologis air dibawah tanah dapat dibedakan menjadi air pada daerah

yang tak jenuh dan air pada daerah jenuh air. Daerah tak jenuh umumnya

terdapat pada bagian teratas dari lapisan tanah dicirikan oleh gabungan antara

material padatan, air dalam bentuk air absorpsi, air kapiler dan air infiltrasi,

serta gas/udara daerah ini dipisahkan dari daerah jenuh oleh jaringan kapiler,

air yang berada pada daerah jenuh disebut air tanah.

3.1. Beberapa istilah penting:

1. Aquifer adalah lapisan batuan/tanah yang permeable atau lulus,

sehingga dapat meluluskan air. Tiga tipe aquifer yang dikenal adalah :

- Aquifer pori yang kelulusannya disebabkan oleh pori-pori diantara

butir-butir padatan; umumnya lapisan sedimen.

- Aquifer rekahan yang kelulusannya dipengaruhi oleh rekahan-

rekahan yang terdapat pada lapisan batuan : umumnya batuan

beku.

- Karst aquifer yang merupakan lapisan batu gamping.

2. Aquifuge adalah lapisan batuan atau tanah yang impermeable/tidak

lulus air sehingga tidak memeliki kemampuan untuk menyimpan dan

meluluskan air

3. Aquiclude adalah lapisan batuan atau tanah yang dapat menyimpan

air tetapi tidak dapat mengalirkannya

4. Aquitard merupakan aquifer yang secara regional mempengaruhi

neraca air tetapi tidak cukup untuk dapat dimanfaatkan.

Sifat-sifat Aquifer

1. Porositas/kesarangan

Lapisan tanah yang porous memiliki ruang-ruang di antara butir butir

padatannya ruang-ruang itu disebut pori dan berisi fluida (cairan atau

gas). Jika V adalah volume medium porous, adalah volume padatan

3 - 2

dan V F adalah volume ruang/pori, maka n = VF/V Porositas atau

kesarangan volume dan umumnya dinyatakan dalam %.

2. Permeabilitas/kelulusan

Permeabilitas adalah sifat spesifik dari suatu mdium padat, dalam hal

ini lapisan batuan untuk meluluskan fluida (cairan atau gas)

Percobaan yang dilakukan oleh DARCY pada tahun 1856 meng-

gambarkan aliran air tanah serta pengertian tentang permeabilitas, yang

dikenal sebagai hukum DARCY

Q = - K F ch/dl

Dengan Q adalah jumlah air yang mengalir melalui suatu satuan luas f

dengan gradean hidrolik sebesar dh/dl. Faktor proposionalitas K disebut

permeabilitas atau konduktivitashidrolik yang memiliki satuan m/s.

Harga permeabilitas begantungpada ruang/pora sifat cairan dan

gravitasi berapa conto harga permeabilitas dapat di;ihat pada tabel VI

3. Transmisibilitas

THEIS (1935) yang pertama kali mengajukan istilah transmisivitas atau

transmisibilitas untuk menggambarkan sifat transportasi dari aquifer.

Transmisivitas atau transmisibilitas untuk menggambarkan sifat

transportasi dari aquifer.

Transmisibilitas (m2/s) pada suatu mdium porous yang isotrop dan

cairan yang homogen menggambarkan jumlah cairan dengan viskositas

dan gradien hidrolik tertentu yang mengalir tegak lurus melalui suatu

bidang selebar 1 m dan setinggi ketebalan lapisan jenuh/aquifer.

3 - 3

Gambar. 10

Skema Percobaan Darcy

Tabel 3.1 Beberapa Harga Permeabilitas

K [m/s]

Kerikil 10-2 1

Pasir 10-5 10-2

Pasir halus/lempungan 10-6 10-5

Kaolinit 10-8

montmorillonit 10-10

Jadi transmisibilitas (T) merupakan hasil perkalian dari permeabilitas K

dengan ketebalan lapisan jenuh m :

T = K dm = K m

Standar

V

F1

F2

Q

Q

L

h1-h2

Z2

P2/y

Z1

P1/y

h1 h1

Gambar 3.1 Skema Percobaan Darcy

3 - 4

4. Storage Coefficient dan Specific Yield

Koefisien penyimpanan (storage coefficient ) adalah suatu perbandingan

antara volumen air yang dikeluarkan dari atau dimasukkan ke dalam

aquifer melalui suatu satuan luas sebesar 1 m2 jika terjadi perubahan

muka air tanah sebesar 1 m dengan volumen 1 m3. Untuk aquifer bebas

definisi diatas disebut specific yield

Gambar 3.2 Skema untuk menggambarkan pengertian

Permeabilitas dan transmisibilitas

Aliran Air tanah

1 m

m

Aquifer

Untuk T : Lebar 1 m, tinggi = ketebalan aquifer

Untuk K : Lebar 1 m, tinggi 1 m

3 - 5

Jenis-jenis Aquifer Pori

1. Aquifer tertekan (contined aquifer)

Aquifer tertekan (contined aquifer) merupakan lapisan permeabel yang

sepenuhnya jeuh oleh air dandibatasi oleh lapisan-lapisan impermeabel

(confining beds) baik dibagian atas maupun dibagian bawahnya air yang

berada di dalam aquifer tersebut berada dalam kondisi tertekan

sehingga jika terdapat sumur yang menembus aquifer tersebut muka air

tanah pada sumur tersebut akan lebih tinggi dari batas aquifer. Bila air

pada sumur tersebut lebih tinggi dari pada permukaan tanah, maka

disebut aquifer yang artesis.

2. Aquifer Setengah Tertekan (sami confined aquifer)

Aquifer setengah tertekan atau disebut juga leaky aquifer merupakan

lapisan yang jenuh air dan pada bagian atasnya dibatasi oleh lapisan

yang semi-permeabel dan pada bagian bawah dibatasi oleh lapisan

Gambar 3.3.

Koefesien Penyimpanan

Drawdow

n

s Drawdown

m

m

s

3 - 6

impermeabel atau juga semi-permeabel . Pada aquifer ini dapat terjadi

aliran air dengan arah vertical antara aquifer dan lapisan semi-

permwabel di atasnya fenomena ini disebut leakage.

3. Aquifer setengah bebas (semi-uncunfined aquifer)

Jika lapisan sewmi-permeabel yang berada diatas aquifer memiliki

permeabilitas yang cukup besar sehingga aliran horizontal pada lapisan

tersebut tidak dapat diabaikan maka aquifer tersebut disebut aquifer

setengah bebas.

4. Aquifer Bebas (unconfined aquifer)

Pada aquifer ini hanya sebagain dari ketebalan lapisan yang permeabel

yang terisi oleh air atau jenuh air. Lapisan tersebut dibatasi oleh lapisan

impermeabel di bawahnya batas atas aquifer berbentuk muka air tanah

yang dalam keadaan setimbang dengan tekanan udara.

Gambar 3.4

Jenis jenis Aquifer

Berbutir halus

K m

semi tertekan

K < < K m

K = O

K m

tertekan

Semi permeabel

Tidak permeabel

K = K

m

semi bebas

Aquifer

Berbutir halus

Muka air piezometrik

K m

semi bebas

K < < K

Muka air

3 - 7

Uji Aquifer

Untuk mengetahui karakteristik hidrolik aquifer serta potensi air tanah maka

perlu dilakukan pengujian.

Jenis-jenis pengujian yang umum dilakukan

a. Pengujian untuk menentukan permeabilitas/konduktivitas hidrolik K dari satu

lubang bor

(1) Falling Head Test

Pertama-tam air di isikan pada sumur sehingga muka air dalam sumur

lebih tinggi dari muka air tanah. Peneurunan muka air terhadap waktu

dicatat cara perhitungan lihat lembar formulir untuk falling head

permeability test

(2) Constant head permeability test

Cara pengujian ini umumnya dilakukan pada sumur-sumur yang dalam

atau miring (inclinec) dan dianggap lebih akurat bila dibandingkan falling

head test

Cara ini dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :

- Muka air pada sumur dibuat tetap pada tinggi tertentu dari tinggi

muka air tanah awal, atau

- Dengan merupakan air dengan tekanan, kezona yang akan dites

menggunakan packer

b. Uji pemompaan merupakan alat bant yang terpenting dalam penyelidikan

hidrogeologi. Dengan cara ini dapat ditentukan karakteristik kapasitas

sumur (well test dan parameterhidrolik) dari aquifer ( aquifer test ).

Untuk pengujian ini diperlukan satu sumur pemompaan dan paling sedikit

sumur pengamat. Padasaat pemompaan muka air tanah baik pada sumur

maupun pada sumur pengamat di ukur.

3 - 8

Jika sebuah sumur yang dipompa dengan debit konstan maka akan

terbentu sebuah kerucut penurunan muka air tanah yang pada waktu t

mencapaijarak jarak maksimal. Pada keadaan ini terdapat 2 macam kondisi

yang mungkin terjadi yaitu :

- Kondisi unsteady atau tidak stasioner dimana muka air tanah

merupakan fungsi dari waktu

- Kondisi steady atau stasioner dimana muka air tanah konstan

terhadap waktu.

3. Pengujian Sumur

Untuk suatu sumur produksi yang telah selesai perlu dilakukan well test

yang bertujuan untuk memeriksa kondisi sumur tersebu. Dalam pengujian

ini pemompaan umumnya dilakukan secara bertahap (step draw down test)

well loss dapat dilakukan dengan rumus :

Well loss = CQ2 (m)

Dimana :

C = konstanta well loss ( detik2/m3)

= s / Q - /

Q = Debit Pemompaan (m3 /detik )

Pada sumur yang baik, sumur tersebut akan stabil dan harga C akan

konstan selama step drawdown test jika C selalu berubah berarti sumur

tidak stabil.

Produktivitas sumur ditentukan oleh kapasitas spesifiknya kapasitas yang

tinggi umumnya menunjukkan transmissibilitas yang tinggi, demikian pula

sebaliknya.

Kapasitas spesifik ; Q/S

Dimana :

Q = detik pemompaan ( m3 / s )

S = penurunan muka air tanah (m)

3 - 9

3. Uji Aquifer

1. Aquifer tertekan - kondisi unsteady

a. Cara cooper Jacob

b. Metoda recovery dari Theis & Jacob

Gambar 3.5

Gambaran Skematis Suatu Uji Pemompaan

2m

m a

eq

uip

ote

nti

al

Stromfaden

P`P P`P

Lapisan permeabel

m a t awal F

F`

F

A

B

F`

F = F`

2m

m b

eq

uip

ote

nti

al

Stromfaden

P`P P`P

Lapisan permeabel

m a t awal F

F`

F

A

B

F`

C

Zone aufsteigender

Wasserbewegung

F = F`

3 - 10

2. Aquifer tertekan kondisi steady

3. Aquifer bebas

- Cara depuit theim

Gambar 3.6

Penurunan muka air pada aquifer tertekan

m h1 h2

m.a piezometrik

r2

r1

s2

s1

Q

Gambar 3.7

Penurunan muka air pada aquifer bebas

m h1 h2

r2

r1

s2

s1

Q

m.a.t

3 - 11

Penirisan Tambang

Penanganan masalah air dalam suatu tambang dapat dibedakan :

1. Mine Drainage yang merupakan upaya untuk mencegah masuk

mengalirnya air ketempat pengaliran. Hal ini umumnya dilakukan untuk

penenganan air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan (

sungai, danau, dan lain-lain)

2. Mine Dewatering yang merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang

telah masuk ke tempat penggalian.

Air Permukaan

Sumber utama air permukaan pada suatu tambang terbuka adalah air hujan

curah hujan yang relatif tinggi pada tambang di Indonesia berakibat penting

penanganan air hujan yang baik agar produktivitas tambang tidak menurun.

1. Saluran Air

Saluran air di tambang berfungsi untuk menampung lipasan permukaan

pada suatu daerah dan mengalirkannya ke tempat pengumpulan (sumuran)

atau tempat lainny. Untuk menghitung jumlah air/limpasan permukaan dari

suatu daerah dapat digunakan rumus rasional yaitu :

Q = 1,278 C I A

Dengan

Q = debit ( m3/s )

C = Koefisien limpasan

I = intensitas hujan ( mm/ h )

A = luas daerah ( km2 )

3 - 12

Beberapa asumsi dalam penggunaan rumus ini adalah :

- Frekkuensi hujan = frekuensi limpasan

- Hujan terdistribusi secara merata seluruh daerah

- Debit maksimal merupakan fungsi intensitas hujan dan tercapai pada

akhir waktu konsentrasi

Dengan demikian penggunaan rumus ini hanya terbatas pada suatu daerah

yang relatif kecil dan homogen persyaratan ini umumnya di penuhi oleh daerah-

daerah tambang terbuka waktu konsentrat dapat dihitung dengan rumusan dari

KIRPICH, Yaitu :

T1 = 0,0195 L

Dengan :

tc = waktu konsentrat ( menit )

L = arak terjauh dalam daerah pengaliran ke titik perhitungan ( m )

S = Gradien

Koefisien limpasan dipengaruhi oleh faktor-faktor tutupan tanah, kemiringan,

intersitas, dan lamanya hujan. Koefisien ini merupakan suatu konstanta yang

menggambarkan dampak proses infiltrasi, penggunaan retention dan intersepsi

pada daerah tersebut.

Dalam merancang bentuk dan dimentasi saluran air, perlu dilakukan anlisis

sehingga saluran air tersebut dapat memenuhi hal-hal berikut :

- Dapat mengalirkan debit air yang direncanakan

- Kecepatan air sedemikian sehingga tidak terjadi

pengendapan/sedimentasi

- Kecepatan air sedemikian sehingga tidak merusak saluran

( erosi )

- Kemudian dalam penggalian

Bentuk penampang saluran seluruh air umumnya dipilih berdasarkan debit air,

tipe material pembentuk saluran serta kemudahan dalam pembuatannya

3 - 13

saluran air dengan penampang segi empat atau segi tiga umumnya untuk debit

kecil sedangkan penampang trapesium untuk debit yang besar.

Perhitungan kapasitas pengaliran suatu saluran air dilakukan dengan rumus

Manning

Q = R S A

Q = A S

N P

Dengan :

Q = debit

R = jari-jari hidrolik = A/P

S = Gradien

A = luas penampang basah

P = keliling basah

n = koefisien kekasaran manning, yang menunjukkan kekasaran dinding

saluran

Dimensi penampang yang paling efisien yaitu dapat mengalirkan debit yang

maksimum untuk suatu luas penampang basah tertentu diperoleh jika P

mnimum dimensi penampang yang paling efisien untuk beberapa bentuk

saluran air adalah sbb :

1). Penampang segitiga

Sudut tengah = 90 ------------------ z = 1

A = h2

P = 2 h

h R = ---------------

2

3 - 14

2). Penampang segi empat

B = 2 h

A = 2 h2

P = 4 h

R = h

3). Penapang trapesium

Q = 60o -------- z =

B = 2 h

A = ( B + z ) h

R =

3 - 15

2. Sumuran ( Sump )

Sumuran berfungsi sebagai penampung air sebelum dipompa ke luar

tambang dengan demikian dimensi ini sangat tergantung dari jumlah air

yang masuk serta keluar dari sumuran. Jumlah air yang masuk kedalam

sumuran merupakan jumlah air yang dialirkan oleh saluran-saluran jumlah

o

A h

1

Z

1

Z

o

h

B

o

h 1

Z

1

Z B

90

P

Gambar 3.8 Beberapa Penampang Saluran Air

3 - 16

limpasan permukaan yang langsung mengalir ke sumuran dan curah hujan

yang jatuh di sumuran.

Sedangkan jumlah air yang keluar dapat dianggap sebagai kapasitas

pompa, karena penguapan dianggap tidak terlalu berarti. Dengan

melakukan optimasi antar infut ( masukan ) dan output ( keluaran ) maka

dapat ditentukan dimensi sumuran.

B. Air Tanah

Pengaruh air tanah pada tambang terbuka selain dari tergenangnya permukaan

kerja karena aliran air tanah adalah pengaruhnya pada kestabilan baik lereng

tambang maupun lantai tambang, jika terdapat aquifer tertekan. Metoda

penirisan untuk air tanah sangat tergantung kondisi air tanah serta aquifer di

daerah tersebut.

Beberapa Metoda Yang Dikenal Adalah

a. Lubang penirisan horizontal

Keuntungan cara ini adalah :

- Relatif dengan cepat dan mudah dibuat

- Penirisan berdasarkan gravitasi sehingga tidak memerlukan

pompa

- Hanya memerlukan perawatan yangminimal

- Fleksibel terhadap perubahan struktur geologi

b. Sumur penirisan Vartikel

Keuntungan cara ini adalah :

- Dapat dibuat sebelum penggalian dimulai

- Instalasinga tidak mengganggu kegiatan produksi

- Pre-mining dranainage akan mengurangi biaya peledakan dan

pengangkutan

- Air yang yangdipompa dapat dimanfaatkan

3 - 17

Kerugian

- Modal awal untuk perawatan

- Jika terjadi kemacetan akan mengakibatkan tekanan air tanah.

4 - 1

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penyelidikan

Daerah penyelidikan secara hidrogeologis dinamakan Cekungan Airtanah

Kalimantan timur dengan batas-batas : di sebelah utara adalah pemisah air

permukaan (surface water divide) yang kedudukannya mendekati sumbu

antiklin Mentawir, di sebelah barat adalah Teluk Balikpapan, di sebelah selatan

dan timur adalah Selat Makasar.

Sistem akuifer utama cekungan Airtanah dibentuk oleh endapan aluvial,

dengan sistem aliran airtanah melalui ruang antar butir dan gabungan antara

celahan dan ruang antar butir. Jenisnya terdiri atas akuifer tidak tertekan

(unconfined aquifer) atau akuifer dangkal (shallow aquifer) dan akuifer tertekan

(confined aquifer) atau akuifer dalam (deep aquifer). Aliran airtanah pada

sistem akuifer dangkal secara umum dikontrol oleh kondisi morfologi setempat;

di daerah pantai menuju ke arah garis pantai. Pada sistem akuifer dalam,

berdasarkan data sumur-sumurbor yang tersedia dan terkonsentrasikan di

sekitar daerah penyelidikan, aliran airtanah menuju ke arah selatan.

Jumlah airtanah di daerah ini, berdasarkan hasil penghitungan dengan metode

neraca air, sekitar 197,8 juta m3/tahun atau sekitar 16 % dari curah hujan

tahunan di cekungan. Sebagian dari jumlah airtanah tersebut mengalir secara

wajar pada sistem akuifer dalam sebesar 15,3 juta m3/tahun. Daerah imbuh

(recharge area) sistem akuifer dalam itu terletak di bagian utara daerah

penyelidikan dan sekitarnya. Berdasarkan jumlah, mutu, dan kedudukan muka

airtanah pada setiap sistem akuifer utama, daerah penyelidikan dibagi menjadi

3 (tiga) wilayah potensi airtanah, yakni:

4 - 2

4.2. Wilayah Potensi Airtanah Sedang pada Akuifer Dangkal dan Akuifer

Dalam

Wilayah ini menempati daerah sepanjang pantai selatan yang membentang

dari bagian barat sampai di timur, serta di utara yang mendekati batas

pemisah air permukaan.-

Akuifer dangkal berkedudukan antara 1,0 - 20 meter di bawah muka tanah

setempat (mbmt), kedalaman sumurgali antara 1,5 6,3 mbmt, kedudukan

muka airtanah statis (MAS) antara 0,2 3,8 mbmt, fluktuasi muka airtanah

antara 1,0 - 3,5 m, harga kelulusan (K) antara 1,8 x 10-3 - 2,6 x 10-3 cm/dtk,

harga keterusan (T) antara 10,1 - 37,7 m2/hari, debit jenis (Qs) antara 0,17 -

0,21 l/dtk/m, debit optimum (Qopt) antara 2,2 3,5 l/dtk, mutu airtanah cukup

memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.

Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 25 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,8

29 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10 - 750 m2/hari, Qs

antara 0,54 - 0,80 l/dtk/m, Qopt antara 5,4 - 12 l/dtk, mutu airtanah umumnya

mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang disarankan

untuk air minum.

4.3. Wilayah Potensi Airtanah Kecil pada Akuifer Dangkal dan Sedang

pada Akuifer Dalam

Wilayah ini menempati bagian sayap Antiklin Klandasan dan Mentawir. Akuifer

dangkal berkedudukan antara 0,9 - 17,0 mbmt, kedalaman sumurgali antara

1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00 mbmt, fluktuasi muka

airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 0,7 -

16,7 m2/hari, Qs antara 0,17 - 0,21 l/dtk/m, Qopt antara 1,2 - 1,7 l/dtk, mutu

airtanah akuifer ini umumnya memenuhi kriteria sebagai sumber air minum.

Akuifer dalam berada pada kedudukan antara 30 - 250 mbmt, MAS sekitar 3,7 -

70,0 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T antara 10,5 - 35,8 m2/hari,

Qs antara 0,35 - 0,54 l/dtk/m, Qopt antara 3,5 - 8,1 l/dtk, mutu airtanah

4 - 3

umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang

tidak disarankan untuk air minum.

4.4. Wilayah Potensi Airtanah Rendah pada Akuifer Dangkal dan Akuifer

Dalam

Wilayah ini menempati inti Sinklin Wain dan sekitarnya yang berada di bagian

tengah daerah penyelidikan.

Akuifer dangkal diperkirakan berkedudukan antara 1,1 - 20,0 mbmt, kedalaman

sumurgali antara 1,5 hingga lebih dari 5,0 mbmt, MAS antara 0,25 13,00

mbmt, fluktuasi muka airtanah antara 1,0 5,0 m, K antara 10-3 - 11 x 10-2

cm/dtk, T antara 0,7 - 1,26 m2/hari, Qs antara 0,16 - 0,21 l/dtk/m, Qopt < 2,0

l/dtk, mutu airtanah umumnya cukup memenuhi kriteria sebagai sumber air

minum.

Akuifer dalam berkedudukan 50 - 300 mbmt namun umumnya lebih dalam dari

150 mbmt, MAS sekitar 0,02 - 1,59 mbmt, K antara 10-3 - 11 x 10-2 cm/dtk, T

sekitar 30 m2/hari, Qs lebih kecil dari 0,3 l/dtk/m, Qopt < 2 l/dtk, mutu airtanah

umumnya mengandung besi dengan konsentrasi di atas ambang batas yang

tidak disarankan untuk air minum.

4.5. Rancangan Drainase

Berdasarkan hasil observasi lapangan dan analisis perhitungan dapat diketahui

bahwa tipe material untuk saluran adalah saluran (channel) natural artinya

saluran tanah/batuan yang ada (clean, winding stream). Nilai koefisien

kekasaran (manning roughness coefficient) untuk natural stream channels

adalah (n) = 0.040.

Perhitungan kedalaman aliran pada saluran trapezoidal mempunyai koefisien

manning rughness (n) = 0,040 (untuk kanal yang alami), S = 0,07, y = 1/3 =

0.577 dan Q = 1,106 m3/s

Dengan metoda pemecaham dengan perhitungan kedalaman (d), lihat gambar

4 1.

4 - 4

Dimana, = 60

Gambar 4.1 Dimensi Bentuk Aliran

Berdasarkan kepada aliran air (flow rate) kedalam saluran air dan perhitungan

ukuran saluran air, dimana B =1,40 m; Bw = 0,70 m; d = 0,60 m; A = 0,624 m2;

= 60.

Based on flow rate (Q) into channel and calculation of dimension channel, is; B

= 1.40 m; Bw = 0.70 m; d = 0.60 m; A = 0.624 m2; = 60. If that dimension

channel incomparable with actual dimension channel, that dimension from

actual channel is secure from flow rate (Q). Various dimension of open channel,

see table 12.

d = 0.60 m

Bw = 0.70 m

B =1.40 m

1

z

= 60

768.10

106.16

25

d

mmBw 70.0693.0

mmB 40.1385.1

2624.0 mA

md 60.0

4 - 5

TABEL 4 - 2

Ukuran Dari Saluran Air Terbuka

Type Channel Depth (d, m)

Top Width (B, m)

Bottom Width

(Bw, m)

Wide (A, m2)

Slope

Actual dimension of

channel 0.78 1.25 0.80 0.799 60

Natural stream channel 0.60 1.40 0.70 0.624 60

Concrete channel 0.43 1.00 0.50 0.326 60

Measurement 0.10 1.00 0.80 0.090 60

5 - 1

BAB V

METODOLOGI

5.1. Metodologi Kegiatan

Metoda dalam kegiatan penelitian yang akan diterapkan dalam kegiatan ini

adalah pengambilan data primer dan sekunder, kompilasi data primer dan

data sekunder, pengolahan dan diskusi serta pembahasan untuk

mendapatkan kesimpulan.

1. Pengumpulan data primer :

a. Pengukuran daerah aliran sungai sekitar tambang

b. Pengamatan/penentuan posisi sumur sekitar tambang

c. Survey hidrogelogi di tambang

d. Pengambilan contoh batuan di tambang

e. Pengujian kualitas batuan (porositas, permeabilitas dll.)

2. Pengumpulan data sekunder :

a. Peta topografi, geologi dan hidrogeologi daerah penelitian dan

sekitarnya

b. Data curah hujan

c. Kualitas air di sekitar tambang

d. Data tambang (luas bukaan, litologi, struktur, kemiringan akifer,

drainase. Dll.)

e. Data pumping test lubang bor di sekitar tambang.

3. Pengolahan data :

a. Potensi dan jenis akifer

6 - 1

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan 1. Hasil penyelidikan hidrogeologi tahap awal menunjukkan bahwa

akuifer cukup produktif dibentuk oleh endapan alluvial. Namun tidak di

semua tempat yang disusun oleh ketiga satuan batuan tersebut

dijumpai kandungan airtanah dalam jumlah yang sama karena

tergantung dari tebal akuifer, koefisien kelulusan batuan, dan

intensitas celahannya.

6.2 Saran

1. Dalam setiap kegiatan yang berkaitan dengan pengambilan airtanah,

baik untuk pemanfaatannya sebagai sumber air bersih maupun

sebagai cara untuk mengatasi masalah dalam kegiatan penambangan

batubara (dewatering), perlu dibarengi dengan upaya-upaya pemulihan

potensinya agar sumber daya airtanah tetap terjamin kelestariannya.

2. Singkapan akuifer (aquifer outcrop) utama yang telah diidentifikasi

sebagai daerah imbuh airtanah (groundwater recharge area) perlu

dijadikan kawasan lindung, sehingga kegiatan pengambilan airtanah

untuk tujuan apapun di kawasan tersebut harus dihindari.

3. Penyelidikan hidrogeologi lanjutan bersifat rinci perlu dilakukan, baik

dalam rangka upaya pengembangan pemanfaatan airtanah.

3 - 1

DAFTAR PUSTAKA

1. Cannet * 1977 ) Pit Slop Chapter 4 Grounwate

2. Dyck & Peschke ( 1983 ) Grundlagen der Hydrolgie Ernst & Sohn,

Berlin

3. Langguth & Voigt ( 1980 ) Hydrogeologische Methoden Springer

Verlag, Berlin Heidelberg, New York

4. Matthes & Ubell ( 1983 ) Algameine Hydrologie

Grundwasserhaushalt, Gebruader Bornttraeger, Berlin Stuttgart

5. Rangga Raju ( 1981 ) Flow Troughh Open Channel Tata MC Graw-

Hill Publishing Company Ltd, New Delhi

6. Sosrodarsono & Takeda ( 1977 ) Hidrologi Untuk Pengairan PT.

Pradnya Paramita, Jakarta

3 - 2

HIDROLOGI

Air secara keseluruhan dibumi ini diperkirakan berjumlah 1386 juta km3 yang

didistribusikan dapat dilihat pada tabel 1. Dari jumlah tersebut hanya sekitar

2,5 km3. Berupa air tawar dan hanya sekitar 220 ribu km3 diantaranya yang

dapat dimanfaatkan oleh manusia.

Tabel. 1

Jumlah Air Dibumi

Suatu bagian dari jumlah air keseluruhan diatas mengalami proses yang

membentuk daur, dimana air mengalami perubahan bentuk dan tempat.

Melalui penguapan air berubah menjadi uap dan naik ke atmospir setelah

mengalami transport dan kondensasi uap air tersebut akan jatuh ke bumi

dalam bentuk presipitasi ( hujan, embun dan salju ). Air yang jatuh didaratan

sebagaian akan menguap, sebagian lagi akan mersap ke dalam tanah dan

bagian lainnya akan mengalir di permukaan menuju ke sungai dan seterusnya

ke laut, daur ini disebut daur hidrologi atau daur air dan dapat digambarkan

seperti pada Gambar. 1

Gambar. 1

Daur Hidrologi 3

3 - 3

Daur air dibumi ini menggambarkan suatu sistem transport yang maha besar

dengan matahari sebagai penggerakannya dan atmosfir sebagai mesinnya.

Disamping itu atmospir merupakan peralatan destilasi raksasa yang secara

terus menerus menghasilkan air tawar dari air laut.

Pada umumnya proses-proses yang berkaitan dengan daur air merupakan

proses yang periodic terhadap rang dan waktu yang bergantung pada

pergerakan bumi terhadap matahari dan rotasi bumi pada porosnya. Dengan

demikian proses-proses tersebut sangat erat kaitannya dengan sistem cuaca

dibumi, yang secara skematis digambarkan pada gambar. 2

Cadangan air yang penting bagi manusia adalah air-air permukaan, seperti

sungai dan danau. dan air tanah pada zona yang aktif, hal tersebut

disebabkan oleh pertambangan ketersediaan dan pembaharuannya, secara

kuantitatif daur air digambarkan dalam neraca air yang merupakan fungsi dari

ruang dan waktu. Dalamneraca air digambarkan hubungan antara presipitasi (

P ) penguapan ( E ) limpasan R dan perubahan penyimpanan ( dS ) sbb :

P = E + R + dS

Sebagai gambaran, pada tabel II terlihat beberapa harga komponen hidrologi

di bumi

Gambar. 2

Sistem Cuaca Dunia 5

3 - 4

Tabel. II

Komponen Neraca Air Dunia

A. CURAH HUJAN

Uap air di atmosfir yang terkondensasi dan jatuh ke bumi secara umum

disebut presipitasi, yang dapat berbentuk hujan, salju, hujan es dan embun.

Satuan curah hujan adalah mm yang berarti jumlah air hujan yang jatuh pada

satu satuan luas, dengan demikian 1 mm adalah 1 liter per m2. Derajat curah

hujan dinyatakan dalam curah hujan per satuan waktu dan disebut intensitas

hujan. Hubungan antara derajat, keadaan dan intensitas hujan terlihat pada

tabel III dan IV.

Tabel. III

Derajat Dan Intensitas Hujan

Tabel. IV

Keadaan Dan Intensitas Curah Hujan

Berdasarkan pergerakan udara penyebab turunnya hujan dapat di bedakan

tiga tipe yaitu :

3 - 5

1. Hujan konvektif yang diakibatkan oleh naiknya udara panas ke daerah

udara dingin, udara panas tersebut mendingin dan terjadi kondensitas.

Hujan tipe ini umumnya berjangka waktu pendek, daerah tujuannya

terbatas dan intensitasnya bervariasi dari hujan sangat ringan sampai

sangat lebat, tipe hujan ini sering ditemui di daerah khatulistiwa.

2. Hujan orografis yang terjadi di daerah pegunungan yang disebabkan

oleh naiknya masa udara lemba karena punggung pegunungan.

3. Hujan siklon yang berhubungan dengan front udara ( Front udara

panas dan Front Udara dingin ).

a. Pengukuran Curah Hujan

Pengukuran curah hujan dilakukan dengan menggunakan alat penakar

hujan, yang dapat dibedakan menjadi ( Lihat Gambar. 3 )

- Alat penakar hujan biasa yang mempunyai luas bukaan

sebesar 200 cm2 dan diletakkan kurang lebih 1 m dari

permukaan tanah

Diletakkan kurang lebih 1 m dari permukaan tanah

- Alat penakar hujan otomatis

Dengan alat penakar hujan biasa pengukuran umumnya dilakukan sekali

dalam sehari, biasanya pada pukul 07.00 dengan demikian akan dihasilkan

curah hujan harian. Alat penakar hujan otomatis melakukan pengukuran

secara berkesinambungan, pencatatan dilakukan otomatis hingga dihasilkan

data intensitas hujan yang akurat.

3 - 6

Gambar. 3

Alat Penakar Hujan

( a = Alat penakar hujan biasa

B = Alat penakar hujan otomatis ).

Pertimbangan pertimbangan dalam penempatan alat penakar hujan adalah

:

- Alat harus diletakan di tempat yang terbuka, yang bebas dari pengaruh

pohon dan gedung; stndar yang ditetapkan oleh WMO (World

Meteological Organisation ). Adalah :

d > 4 h

dengan h = tinggi pohon atau gedung dan d = jaraknya dengan alat

penakar hujan

- Sedapat mungkin dihindarkan tempat dengan angin yang kencang

- Juga dihindari daerah arus naik.

-

b. Analisa Data Curah Hujan

Data curah hujan umumnya disajikan dalam data curah hujan harian,

bulanan dan tahunan dapat dilakukan dalam bentuk label dan grafik

Analisa data curah hujan sangat bergantung kegunaa hasil analisa, pada

umumnya diperlukan data pengukuran jangka panjang karena komponen

cuaca dan hidrologi mempunyai sifat periodik.

1. Curah Hujan Suatu Daerah

3 - 7

Distribusi curah hujan di suatu daerah bergantung pada jenis hujan,

morfologi daerah tersebut serta interval/selang waktu yang diamati

Curah hujan suatu daerah ditentukan berdasarkan data pengukuran

statsion-statsion pengukuran yang terdapat di daerah tersebut dan

sekitarnya.

Beberapa metode perhitungan curah hujan suatu daerah adalah sbb :

a. Metode rata-rata aritmatis

Metode ini hanya baik untuk diterapkan pada daerah yang datar

dengan titik pengukuran yang terdistribusi baik serta perbedaan

harga rata-ratanya tidak terlalu besar

P = /n

Dengan P1 = curah hujan suatu statsion pengukuran dan n =

jumlah statsion

b. Metode Poligon ( metode thiessen ).

Dengan metode ini daerah yang akan dihitung curah hujannya

dibagi menjadi daerah-daerah pengaruh setiap statsion

pengukuran.

P = =

Dengan A1 = luas daerah pengaruh statsion ybs dan At = luas

daerah total

c. Metode Isohyet

3 - 8

Daris isohyets adalah garis yang menghubungkan titk-titik dengan

curah hujan yang sama. Dengan metode ini luas daerah di antara

dua garis isohyets dihitung curah hujan daerah tersebut adalah

harga rata-rata dari kedua garis sama dengan rumus untuk metode

polygon

Cara ini memerlukan waktu yang cukup panjang terutama dalam

menyiapkan peta isohyets, dilain pihak ini member kemungkinan

untuk memperhitungkan factor-faktor yang berpengaruh pada curah

hujan, seperti morfologi dll.

d. Metode Kurva Hypsometri

Metode ini dapat digunakan pada daerah dimana variasi curah

hujan terhadapa ketinggian dapat diabaikan. Untuk metode ini

diperlukan analis yang berpengalaman dan hanya untuk suatu

interval/selang waktu hujan yang panjang.

2. Periode Ulang

Curah hujan akan menunjukkan suatu kecenderungan pengulangan.

Hal ini akan terlihat jika data yang dianalisis mencakup suatu jangka

waktu yang panjang misalnya 30 tahun, sehubungan dengan hal

tersebut dalam anlisis curah hujan dikenal dengan perioda ulang

tertentu atau curah hujan yang memiliki kemugnkinan akan terjadi

sekali dalam suatu jangka waktu tertentu, satan perioda ulang adalah

tahun.

Dalam perancangan suatu bangunan air, atau dalam hal ini secara

penirisan tambang, salah satu kriteria perancangan adalah hujan

rencana yaitu curah hujan dengan perioda ulang tertentu atau curah

hujan yang memiliki kemungkinan akan terjadi sekali salam suatu

jangka waktu tertentu. Sebagai contoh suatu sumuran dirancang untuk

hujan 10 tahunan.

3 - 9

Salah satu metoda untuk menganalisis curah hujan adalah metoda

distribusi ekstrim I atau distribusi Gumbel contoh perhitungan dapat

dilihat pada lampiran.

Gambar. 4

Metoda PerhitunganCurah Hujan Suatu Daerah

3 - 10