ALIRAN AIR TANAH

1. ALIRAN AIR TANAH :
PENURUNAN MUKA AIR
TANAH
Disusun oleh :
NOVIRA DWIRAHMA
H2B023007

2. PROSES TERJADINYA
AIR TANAH
• Air tanah merupakan bagian dari
siklus hidrologi. Siklus hidrologi
merupakan proses kontinyu
dimana air bergerak dari bumi ke
atmosfer dan kemudian kembali
ke bumi.
• Air yang meresap ke dalam
tanah (infiltrasi) sebagian
mengalir di dalam tanah
(perkolasi) mengisi air tanah
yang kemudian keluar sebagai
mata air atau mengalir ke
sungai.
Sumber : Buku Hidrologi Terapan (Bambang Triatmojo, 2008)

3. JENIS AIR TANAH: ASAL DAN LETAK AIR TANAH
• Meteoric water (vadose water), yaitu air tanah yang asalnya dari air hujan, terdapat pada lapisan tanah yang
tidak jenuh
• Connate water (air tanah tubir), yaitu air tanah yang terperangkap dalam pori atau celah (interstices) batuan
endapan, sejak proses pengendapan berlangsung.
• Juvenil water (air magma), yaitu air yang berasal dari dalam bumi (magma). Air ini bukan dari atmosfer atau
air permukaan.
• Phreatic water (air freatis), yaitu air tanah yang terdapat pada lapisan kulit bumi yang porous (sarang).
berada di atas lapisan kedap air atau di antara dua lapisan kedap air.
• Artesian water (air artesis), yaitu air yang berada di antara dua lapisan batuan yang kedap (tidak tembus) air
sehingga dapat menyebabkan air tersebut dalam keadaan tertekan. Oleh karena itu, air artesis dinamakan
juga air tekanan(pressure water).

4. SKEMA LAPISAN AIR TANAH

5. AKUIFER
• Keberadaan air tanah sangat tergantung pada
karakteristik material penyusun atau geologi di
suatu tempat, seperti struktur geologi, susunan
litologi, besarnya jumlah curah hujan, dan
besarnya infiltrasi yang masuk ke dalam tanah.
• Air tanah terdapat pada beberapa struktur geologi,
salah satunya adalah akuifer.
• Akuifer adalah formasi batuan yang mempunyai
susunan sedemikian rupa sehingga mampu
menyimpan air dan secara signifikan mampu
mengalirkan air pada kondisi alaminya.
• Ketersediaan air tanah pada akuifer bergantung
pada sifat akuifer, Porositas atau kesarangan adalah
sifat akuifer untuk dapat menyimpan air tanah, dan
permeabilitas yaitu kemampuan untuk meloloskan
air tanah.

6. JENIS – JENIS AKUIFER
Akuifer Bebas (Unconfined Aquifer) : Suatu akuifer dimana
muka airtanah merupakan batas atas dari daerah jenuh air
dan disebut juga Phreatic Aquifer.
Akuifer Terkekang (Confined Aquifer) : Suatu akuifer yang
terletak diantara dua lapisan kedap air (impermiable) dan
mempunyai tekanan yang lebih besar dari tekanan atmosfer
dan disebut juga Pressure Aquifer.

7. JENIS – JENIS AKUIFER
Akuifer Setengah Terkekang (Leakage/Leaky-artesian Aquifer
atau Semiconfined Aquifer) : Suatu akuifer yang sepenuhnya
jenuh air dan lapisan atas dibatasi oleh lapisan setengah
kedap air.
Akuifer menggantung (Perched Aquifer) : Suatu akuifer
diman massa air tanahnya terpisah dari airtanah induk oleh
lapisan yang relatif kedap air yang begitu luas & terletak di
atas daerah jenuh air.

8. SKEMA AKUIFER

9. Penurunan Muka Air Tanah Akibat Pemompaan

10. DARCY’S LAW
• Pada tahun 1856, Henry Darcy melaporkan hasil eksperimen yang digunakan untuk
meningkatkan aliran air melalui tempat penyaringan pasir yang digunakan oleh kota Dijon,
Prancis untuk pengolahan air (Darcy, 1856).
𝑄 = −𝐾
∆ℎ
∆𝐿
𝐴
• Tanda negative menandakan aliran bergerak ke arah penurunan tingkat air dalam manometer
• Hukum Darcy adalah persamaan dasar yang digunakan untuk menggambarkan aliran fluida
melalui media berpori, termasuk air tanah.

11. RADIAL STEADY FLOW
Pemompaan pada Akuifer Terkekang
𝑄 = 𝑞 × 𝐴
𝑄 = 2𝜋 ∙ 𝑟 𝐷 × 𝐾
𝜕ℎ
𝜕𝑟
ℎ0
ℎ
𝑑ℎ =
𝑄
2𝜋 ∙ 𝐾𝐷 𝑟0
𝑟
1
𝑟
𝑑𝑟
ℎ − ℎ0 =
𝑄
2𝜋 ∙ 𝐾𝐷
ln
𝑟
𝑟0
Dimana :
A = Luas penampang
q = Kecepatan aliran
D = Tebal akuifer
K = Konduktivitas
hidraulis
r = radius pengamatan

12. • Dalam bentuk lain dapat dituliskan sebagai :
Disebut sbg Pers. tinggi tekan aliran tunak
pada akuifer terkekang
• Karena ho dan ro perlu dihitung terlebih dahulu, maka untuk keperluan praktis di lapangan,
pengamatan dilakukan pada 2 sumur pengamatan yang berjarak r1 dan r2 dari sumur pompa
sehingga pers. tersebut dpt dituliskan sbb :
 
o
o r
r
KD
Q
h
h ln
ln
2





 
 
1
2
1
2
ln
ln
2
r
r
h
h
KD
Q



 
 
 
1
2
1
2 ln
ln
2 h
h
r
r
D
Q
K






13. CONTOH SOAL
Sebuah sumur dalam A mempunyai jari-jari 0,25 m
menembus aquifer tekan dengan ketebalan seragam 12 m
yg mempunyai tinggi tekan sebesar 20 m dari lapisan kedap
air atas. Setelah dilakukan pemompaan dengan debit
konstan sebesar 0,55 m3/dt, penurunan tinggi tekan dalam
keadaan tunak pada sumur-sumur pengamatan yang
berjarak 10 m dan 61 m dari sumur A masing-masing adalah
5,3 m dan 2,1 m.
1. Hitung nilai konduktivitas hidraulis dari aquifer
tersebut.
2. Berapa penurunan muka air yang terjadi pada sumur
artesis A?
3. Jika terdapat sumur yang berjarak 125 m dari sumur
A, berapa penurunan muka air yang terjadi?

14. RADIAL STEADY FLOW
Pemompaan pada Akuifer Bebas
𝑄 = 𝑞 × 𝐴
𝑄 = 2𝜋 ∙ 𝑟 ℎ × 𝐾
𝜕ℎ
𝜕𝑟
ℎ0
ℎ
ℎ 𝑑ℎ =
𝑄
2𝜋 ∙ 𝐾 𝑟0
𝑟
1
𝑟
𝑑𝑟
ℎ2 − ℎ0
2
=
𝑄
𝜋 ∙ 𝐾
ln
𝑟
𝑟0
Dimana :
A = Luas penampang
q = Kecepatan aliran
h = Tinggi muka air
tanah
K = Konduktivitas
hidraulis
r = radius pengamatan

15. • Dalam bentuk lain dapat dituliskan sebagai :
Disebut sbg Pers. tinggi tekan aliran tunak
pada akuifer bebas
• Karena ho dan ro perlu dihitung terlebih dahulu, maka untuk keperluan praktis di lapangan,
pengamatan dilakukan pada 2 sumur pengamatan yang berjarak r1 dan r2 dari sumur pompa
sehingga pers. tersebut dpt dituliskan sbb :
 
o
o r
r
K
Q
h
h ln
ln
2
2





 
 
1
2
2
1
2
2
ln
ln r
r
h
h
K
Q



 
 
 
2
1
2
2
1
2 ln
ln
h
h
r
r
Q
K





16. CONTOH SOAL
Sebuah sumur dalam A mempunyai jari-jari 0,29 m
menembus aquifer bebas seragam dan mencapai lapisan
kedap air yang terletak 22,11 m di bawah elevasi muka air
tanah. Setelah dilakukan pemompaan dengan debit konstan
sebesar 0,55 m3/dt, penurunan elevasi muka air tanah
dalam keadaan tunak pada sumur-sumur pengamatan yang
berjarak 14,74 m & 64,74 m dari sumur A masing-masing
adalah 4,74 m dan 1,92 m.
1. Hitung nilai konduktivitas hidraulis dari aquifer tersebut.
2. Berapa penurunan muka air (sw) yang terjadi pada sumur
artesis A?
3. Jika terdapat sumur yang berjarak 110,53 m dari sumur A,
berapa penurunan muka air yang terjadi?

17. HIDROLIKA PENGARUH PEMOMPAAN SUMUR BOR
• Pada uraian sebelumnya, penurunan muka air tanah
yang terjadi disebabkan oleh sumur tunggal.
• Sedangkan di dalam prakteknya sering terjadi beberapa
buah sumur berada pada satu lokasi, atau pemompaan
dilakukan berdekatan dengan saluran/sungai maupun
lapisan kedap air.
• Selanjutnya kondisi ini diselesaikan dengan prinsip
superposisi.
• Penurunan muka air pada suatu titik akibat
pemompaan n sumur merupakan penjumlahan
penurunan akibat masing-masing sumur, atau dapat
ditulis sbb.
PRINSIP SUPERPOSISI/
SUMUR BAYANGAN



n
i
i
s
s
1

18. PEMOMPAAN PADA AKUIFER
TERKEKANG
• Persamaan untuk sumur air tunggal
• Penurunan muka air
• Dengan prinsip superposisi diperoleh
penurunan muka air tanah untuk sumur
majemuk (n buah sumur)
PEMOMPAAN PADA AKUIFER BEBAS
• Persamaan untuk sumur air tunggal
• Penurunan muka air
• Dengan prinsip superposisi diperoleh
penurunan muka air tanah untuk sumur
majemuk (n buah sumur)

 




















n
i i
o
i
r
r
Q
KD
s
1
ln
2
1














o
o
r
r
KD
Q
h
h
s ln
2











o
o
r
r
KD
Q
h
h ln
2 










o
o
r
r
K
Q
h
h ln
2















o
o
o
o
r
r
K
Q
h
h
h
h
s ln
2

i
o
o
n
i
o
r
r
K
Q
h
h
n
s 











 

ln
2
1 

19. CONTOH
Jika terdapat 2 buah sumur pompa dengan debit masing-masing adalah QA dan QB dan radius
pengaruh masing-masing sumur adalah ro-A dan ro-B, maka penurunan muka airtanah pada suatu
titik yang berjarak rA dari sumur A dan rB dari sumur B adalah :
























 B
o
B
B
o
A
o
A
A
o
o
r
r
K
Q
h
r
r
K
Q
h
h
s ln
ln
2
2
2

