Modul pembelajaran terdiri dari petunjuk umum dan kegiatan belajar yang terdiri dari 4 bagian, masing-masing memuat tujuan, uraian materi, latihan dan tes formatif. Mahasiswa harus mengikuti urutan kegiatan dan dapat mengulang bagian yang belum dikuasai.

1. PETUNJUK UMUM PEMBELAJARAN
Program pembelajaran disusun dalam bentuk 1 modul.
Modul ini terdiri dari 2 bagian yaitu Petunjuk Umum dan
Kegiatan Belajar. Kegiatan belajar terdiri dari : kegiatan belajar
1-4, topik, tujuan umum pembelajaran, tujuan khusus
pembelajaran, uraian dan contoh, latihan, rangkuman, tes
formatif, unpan balik dan tindak lanjut, referensi dan kunci
jawaban. Setiap kegiatan belajar di tulis kompetensi dan sub
kompetensi, diuraukan petunjuk belajar, kegiatan dan latihan
yang akan dilakukan, dan dilengkapi dengan rangkuman .
Setelah semua kegiatan dilakukan dan rangkuman telah dibaca,
maka mahasiswa dapat mengerjakan tes formatif yang telah
disediakan. Mahasiswa harus mengikuti urutan kegiatan yang
harus dilakukan. Setelah tes formatif selesai dikerjakan
mahasiswa, pekerjaan diperiksa sendiri dengan menggunakan
kunci jawaban. Jika memenuhi syarat maka mahasiswa dapat
pindah ke kegiatan belajar lain, jika tidak maka mahasiswa
mengulangi lagi bagian-bagian yang belum dikuasai.

2. KEGIATAN BELAJAR
A. Kegiatan Belajar 1
AIR TANAH
1. Tujuan Umum Pembelajaran
Mahasiswa diharapkan dapat memahami dengan benar
pengertian dan proses terjadinya air tanah.
2. Tujuan Khusus Pembelajaran
1. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian air tanah
2. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya air tanah.
3. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian aquifer, aquiklud
dan aquitad?
4. Mahasiswa menjelaskan pengertian lapisan tertekan dan
lapisan tak tertekan
5. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya sumur
artesis.
6. mahasiswa dapat menjelaskan pengertian muka air preatik.
7. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian draw down
8. Mahasiswa dapat menjelaskan proses terjadinya intrusi air
laut

3. AIR TANAH
Air tanah (ground water) adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di
dalam zona jenuh (saturation zone) di mana tekanan hidrostiknya sama atau lebih
besar dari tekanan atmosfer. “Vadose water” adalah air yang terdapat pada zona
aerasi. Kandungan air tanah suatu daerah dapat di pengaruhi oleh :
1. Iklim/musim (banyaknya hujan dan evapotranspirasi)
2. Kondisi penutup lahan (land cover).
3. Kondisi geomorfologi.
4. Kondisi geologi (macam batuan).
5. Aktivitas manusia.
Sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang meresap masuk kedalam
tanah, air tanah tersebut disebut air meteorik. Selain air meteorik ada air lain yaitu
“Jupenile water” (merupakan air yang baru), dapat di klasifikasikan menurut asalnya
yaitu magnetic water, “volcanic water”. Yang biasanya panas atau hangat dan
mempunyai kandungan sulfur yang tinggi dan “cosmic water” (berasal dari luar
angkasa bersama dengan meteorit). “Rejuvenad water” adalah air yang berasal dari
proses geologi seperti kompaksi, metamorfosa, dan sedimentasi, ada dua jenis yaitu
“metamorphic water” dan “connate water”. “Connate water” yaitu air yang
terperangkap dalam endapan sewaktu terjadi proses penguapan (air ini biasanya
payau sampai asin).
1) Sifat – sifat batuan terhadap air tanah
Berdasarkan perlakuan terhadap air tanah (menyimpan dan meloloskan air),
batuan dapat dibedakan menjadi :
a) Akuifer (aquifer), adalah lapisan pembawa air, lapisan batuan ini
mempunyai susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan
mengalirkan air yang cukup berarti di bawah kondisi lapang. Batuan dari

4. akuifer ini bersifat permeabel, contoh batuan permeabel adalah pasir, kerikil,
batu pasir yang retak – retak dan batu gamping yang berlubang – lubang.
b) Akuiklud (aquiclude), adalah lapisan batuan yang dapat
menyimpan air tetapi tidak dapat meloloskan air dalam jumlah yang berarti.
Contoh : lempung, shale, tuf halus, silt.
c) Akuitad (aquitard), adalah lapisan atau formasi batuan yang dapat
menyimpan air tetapi hanya dapat meloloskan air dalam jumlah terbatas.
d) Akuifug (aquifeige), adalah lapisan atau formasi batuan yang tidak
dapat menyimpan dan meloloskan air. Contoh : granit dan batuan yang
kompak dan padat (lava beku).
Kondisi air tanah disuatu daerah dapat diperkirakan berdasarkan tipe batuan,
pelapisan/stratigrafi batuan, satuan geomorfologi dan curah hujan. Batuan sedimen
belum mengalami konsolidasi atau unconsolidated seperti pasir, pada topografi datar
biasanya mempunyai cadangan air tanah tinggi. Struktur vulkan mudah (seperti
gunung api merapi, kelud) yang materialnya pada umumnya masih unconsolidated
atau belum mengalami pelapukan dan pemadatan. Pelapukan lanjut dan topografinya
berpartisipasi dari yang curam sampai datar mempunyai kondisi air tanah yang
bervariasi. Pada bagian puncak (cone dan vulcanic slope). Tidak dijumpai air tanah,
pada satuan geomorfologi dibawahnya baru dijumpai air tanah.
Menurut Badrudin M (1994) Indonesia dapat dibedakan menjadi lima
kawasan yaitu :
- Kawasan yang terdiri atas batuan berumur pre-tersier dan
tersier terdiri dari sedimen yang berliat kuat dan batuan kristalin.
- Beberapa cekungan sedimen di Indonesia mengandung air
tanah disamping minyak bumi dan jenis ini merupakan air fosil connate water
yang merupakan sumber daya alam yang tidak terbarukan dan dapat habis
setelah di tambang.

5. - Di daerah yang dibentuk oleh satuan batu gamping, sering
dan bahkan sama sekali tidak di jumpai air permukaan. Contoh kawasan air
batu gamping adalah Gunung Kidul, Madura, Lombok, dan Sulawesi Selatan.
- Di sekitar daerah lereng Gunung api yang tersebar luas di
Indonesia dapat dijumpai cadangan air tanah yang sangat kaya.
- Kawasan air tanah pada batuan dataran aluvial yang tersebar
di Indonesia.
2) Permukaan air tanah dan fluktuasi
Permukaan air tanah dari unconfined aquifer disebut muka freatikatik
(pheratic surface) atau water table, sedang untuk confined aquifer disebut piezometric
survace (sifat imajiner). Muka air berfluktuasi tergantung dari pengaruh luar seperti
tekanan udara, gempa bumi, pasang surut, perubahan recharge (input air), perubahan
discharge (out air, akibat dari pemompaan air tanah). Perubahan simpanan (storage)
air tanah hasil dari perbedaan antara recharge dan discharge.
Variasi sekular dari permukaan air tanah adalah fluktuasi permukaan air tanah
dalam kurun waktu cukup panjang beberapa tahun. Sekular variasi ini disebabkan
karena variasi iklim terutama disebabkan oleh variasi curah hujan. Sedang variasi
musiman adalah erat kaitannya dengan variasi musim (musim hujan dan kemarau).
Fluktuasi air tanah dapat diamati melalui pengamatan permukaan air sumur. Data
fluktuasi ini sapat di gunakan untuk menetapkan hasil yang aman.
3) Penurunan Permukaan Air Tanah
Akibat dari pemakaian (pemompaan) air tanah yang berlebihan atau melebihi
safe yiednya, permukaan air tanah dapat mengalami penurunan. Oleh karena itu
pembuatan sumur bor harus mempertimbangkan pengaruh pemompaan terhadap
intrusi air laut (khusus akifer pantai). Akibat adanya pemompaan dengan debit Q
terjadi depresi muka freatik. Seberapa jauh jari – jari lingkaran pengaruh akibat

6. pemompaan (Re) dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
(Todd, 1959)
lnro/rw
wo
KπQ hh
22
−
=
Keterangan : Q = debit pemompaan m3
/hari (pada kondisi aliran tetap atau
steady flow).
h2
= Jarak muka freatik sampai lapisan kedap air pada sumur 2
(sumur pengamatan) dalam meter.
r = Jarak sumur pompa dengan sumur pengamatan (sumur 1)
dalam meter
)//(
)
1
(
)/ln(
23
22
mm
hh
rr
haridalam
w
Q
K wl
−
=
π
selain uji pompaan ini, nilai k dapat diperkirakan dengan menggunakan tabel, setiap
batuan mempunyai nilai k uji di Laboratorium atas contoh mineral aqifer, dengan
menggunakan pelacak (larutan penunjuk).
4) Aliran Air Tanah dan Debit
Proses aliran air tanah merupakan suatu gerakan yang didorong oleh gaya
berat dan ditahan oleh gesekan pada medium porous. Persamaan dasar untuk
menjelaskan aliran dan debit air tanah adalah hukum Darchi dan hukum Contiunitas.
Perlakuan otomatis dari aliran air tanah mempunyai asumsi – asumsi dan generalisasi
sebagai berikut (Dam, 1966 dan Sentot Soebagyo, 1990) :
a) Akuifer haruskah homogen dan isotropik (permeabilitas dalam arah
x, y dan dua adalah sama)
b) Lapisan semi-tembus mempunyai ketahanan hidroulik yang
seragam.

7. c) Koefisien permeabilitas mempunyai infarian waktu.
d) Transibilitas akuifer bebas adalah konstan
e) Koefisien simpanan (storage coeffien) adalah konstan
f) Pelepasan air dari simpanannya adalah seketika.
g) Mintakat kapiler diabaikan.
5) Kecepatan aliran air tanah
Kecepatan aliran air tanah (v) dapat ditentukan dengan persamaan : (Sentor
Soebagyo, 1990) :
V = Q/A
Q = - k dh/dl
maka :
dh/dl).k(
A
1
K −=
Tanda (-) menyatakan bahwa aliran berada dalam arah bagian atas yang menurun.
Keterangan :
q = Debit jenis (q = Q/A)
A = Luas penampang
k = Permeabilitas material akuifer
dh/dl = Gradien hidraulik
a = Porositas batuan
6) Debit air tanah
Debit air tanah dapat diperkirakan dengan dua cara yaitu :
a) Rumus : Q = T/L
Keterangan :
Q = Debit air tanah (m3
/hari) per satuan lebar L
T = Transmisibilitas (m2
/hari)
= k x D
D = Tebal akuifer (n)

8. k = Permeabilitas akuifer (m3
/hari/M2
)
l = dh/dl = gradien hidrolik
b) Analisa kontur muka air tanah (equipotensial line). Untuk menghitung
debit air tanah menurut Todd, (1959) sebagai berikut :
Mempertimbangkan arah aliran dalam gambar D. 13 hidrolik gradient (1) adalah :
i = dh/dl
dan aliran tetap dq antara dua jenis aliran air tanah adalah :
dq = k x dh/dl x dn
untuk satuan tabel. Untuk bujur sangkar dari jaringan aliran, maka :
dl = dn
sehingga :
dq = k. dh
C. Mata air
Mata air (spring) merupakan pemunculan air tanah kepermukaan tanah oleh
berbagai faktor lingkungan terutama faktor topografi susunan perlapisan bebatuan
dan sifat batuan. Macam – macam mata air :
1. Mata air depresi (depresion spring)
2. Mata air kontak (contact spring)
3. Mata air sesar (fault spring)
4. Mata air sinkhole (sinkhole spring)
5. Mata air kekar (joint spring)
6. Mata air retan (fracture spring)
Sumber air dari mata air adalah air permukaan yang mengalami infiltrasi
masuk kebawah permukaan. Daerah tangkapn dari mata air sukar sekali sehingga
daerah konservasi mata air sukar ditetapkan, untuk melindungi tempat munculnya
mata air dapat menggunakan aturan yaitu radius 200 sekitar mata air.
Debit mata air bervariasi menurut waktu, pada musim penghujan atau akhir
musim hujan debitnya besar dan berangsur – angsur debitnya mengecil, bahkan ada

9. mata air yang berhenti alirannya pada waktu musim kemarau. Kualitas airnya
tergantung dari jenis batuan dimana sistem mata air itu berada dan dapat juga
dipengaruhi oleh aktivitas manusia.
Intrusi Air Laut
Peningkatan jumlah manusia menyebabkan kebutuhan air semakin meningkat.
Salah satu cara memenuhi kebutuhan air baik rumah tangga industri maupuin
pertanian dengan cara mengekploitasi air tanah. Yang menjadi persoalan adalah pada
daerah-daerah dekat pantai yang bias menyebabkan timbulnya penetrasi ait laut ke
darat. Kejadian seperti ini disebut intrusi air laut. Agihan salinitas yang mengenai
lensa air tawar yang terisolasi yang diisi kembali oleh infiltrasi dan yang mengapung
pada air garam di jelaskan dengan prinsip dari Bodon-Ghyben-Herzberg dengan
rumus:
[ ]
fs
f
H
ρρ
ρ
−
= h atau H = (∆) h
Keterangan: H: ketebalan kantong air
ρf: kerapatan air tawar = 1,000 gr/cm3
ρs: kerapatan air asin, sekitar 1,025 gr/cm3
h: perbedaan tinggi antara permukaan laut dan permukaan air tanah ( piezometrik =
m)
∆= ρf/(ρs-ρf)
Untuk mencegah intrusi air laut kedaratan, beberapa metode seperti pengisian
kembali secara buatan, konstruksi penghalang bawah permukaan dan lain-lain.

10. Kesimpulan
Kandungan air tanah suatu daerah dapat di pengaruhi oleh :
1. Iklim/musim (banyaknya hujan dan evapotranspirasi)
2. Kondisi penutup lahan (land cover).
3. Kondisi geomorfologi.
4. Kondisi geologi (macam batuan).
5. Aktivitas manusia.
Berdasarkan perlakuan terhadap air tanah (menyimpan dan meloloskan air),
batuan dapat dibedakan menjadi :
a. Akuifer (aquifer), adalah lapisan pembawa air, lapisan batuan ini mempunyai
susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air yang
cukup berarti di bawah kondisi lapang. Batuan dari akuifer ini bersifat permeabel,
contoh batuan permeabel adalah pasir, kerikil, batu pasir yang retak – retak dan
batu gamping yang berlubang – lubang.
b. Akuiklud (aquiclude), adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air tetapi
tidak dapat meloloskan air dalam jumlah yang berarti. Contoh : lempung, shale,
tuf halus, silt.
c. Akuitad (aquitard), adalah lapisan atau formasi batuan yang dapat menyimpan air
tetapi hanya dapat meloloskan air dalam jumlah terbatas.
d. Akuifug (aquifeige), adalah lapisan atau formasi batuan yang tidak dapat
menyimpan dan meloloskan air. Contoh : granit dan batuan yang kompak dan
padat (lava beku).

11. Soal-Soal
1. Jelaskan pengertian air tanah?
2. Jelaskan proses terjadinya air tanah
3. Jelaskan pengertian akuifer, aquklud, aquitad dan aquifug?
4. Jelaskan pengertian lapisan tertekan dan lapisan tak tertekan?
5. Jelaskan mengapa terjadi air artesis?
6. Jelaskan proses terjadinya infiltrasi air laut ke daratan?
Daftar Pustaka
Asdak C, 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada
University Press. Yogyakarta
D, Darmakusumah 1999. Pengelolaan Sumber Daya Air. Fakultas Geografi
UGM Yogyakarta.
Seyhan E, 1995. Dasar-Dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press.
Yogyakarta
Soewarno, 1991. Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai. Nova
Bandung.
Sostrodarsono, S & Kensaku Takeda, 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. PT
Prima Karsa Utama. Jakarta
Wilson, E. M. 1993. Hidrologi Teknik. Penerbit ITB Bandung.

12. Tugas Kelompok
M.K. Hidrologi Dasar
AIR TANAH

13. Oleh
KELOMPOK V
MUH. DARWIS
FITRI ANWAR
KHAERIYAH
SITT HATIKA
MISLENA
JURUSAN GEOGRAFI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2005