Mata kuliah Teknik Pengelolaan Air membahas tentang pengelolaan air permukaan dan air tanah, termasuk sistem hidrologi, hidrogeologi, dan konflik ruang air. Mata kuliah ini juga membahas pengelolaan air di tambang terbuka dan tambang bawah tanah serta dampaknya terhadap air."

1. Mata kuliah : Teknik Pengelolaan Air (TA 7008)
Kredit : 2 sks
Pengelolaan air meliputi air permukaan dan air tanah. Penjelasan
sistem hidrologi dan hidrogeologi, ruang air serta konflik kepentingan
ruang antara manusia dan air, tambang terbuka dan tambang bawah
tanah serta dampaknya terhada air, pengelolaan air di kegiatan
tambang terbuka dan tambang bawah tanah, kriteria batuan NAF dan
PAF, keterbentukan air asam tambang dan pengelolaannya, Juga
dibahas pengelolaan sumberdaya air berdasarkan aturan yang
berlaku.
Pustaka
1. Guymon, Gary, L., ”Unsaturated Zone Hydrology”, Prentice Hall, New Jersey, 1994
2. Kitano, Y., ”Geochemistry of Water”, Dowden, Hutchinson and Ross, Inc., 1975
3. Kodoatie, R.J. dan R. Sjarief, ”Tata Ruang Air”, Penerbit Andi, Jogyakarta, 2010
4. Matthess, George, ”The Properties of Groundwater”, John Wiley and Sons, 1982
5. Notodajmojo, S., ”Pencemaran Tanah & Air Tanah”, Penerbit ITB, Bandung, 2005.

2. Materi pertemuan
1. Air permukaan dan air tanah
2. DAS, sungai , iklim dan pengolahan data untuk iklim
3. Curah hujan, Pola Thiesen dan lainnya
4. Perhitungan peramalan bajir dan debit banjir puncak di suatu DAS
5. Air asam tambang, klasifikasi batuan PAF dan NAF
6. Zat pencemar dan kontaminan pada air
7. Pencemaran air permukaan dan pengelolaan yang dilakukan
8. Pergerakan air tanah
9. Transport kontaminan dalam tanah
10. Pencemaran airtanah dan pengelolaan yang dilakukan

3. KULIAH-1
RUANG UNTUK AIR
• Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet
lain dalam sistem tata surya dan menutup hampir 71% permukaan
bumi (http://id.wikipedia.org/wiki/air, 2009 ; Matthews, 2005)
• Semua organisma yang hidup dan tersusun dari sel-sel yang berisi air
sedikitnya 60% dan aktifitas metaboliknya mengambil tempat di larutan
air (Enger dan Smith, 2000)
• Untuk tanaman, kebutuhan air juga mutlak
• Air bersifat sumberdaya terbarukan dengan kesetimbangan yang harus
terjaga

4. Siklus hidrologi
• Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari
atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi,
presipitasi, evaporasi dan transpirasi.
• Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses
siklus hidrologi dapat berjalan secara kontinu.
• Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk
hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau
kabut.
• Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi
kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh
tanaman sebelum mencapai tanah.

5. Siklus hidrologi tertutup (Toth, 1990; Chow dkk, 1988)
Siklus tertutup
• Konsep dasar keseimbangan air secara global di bumi.
• Bagian input (recharges) dan output (discharges) yang merupakan siklus hidrologi dan hidrogelologi
menjadi seimbang disebut siklus hidrologi tertutup (closed system diagram of the global
hydrological cycle).

6. Aliran Permukaan dan aliran air tanah
dalam system terbuka pada suatu
lokasi tertentu (Lewin, 1985 dalam
Toth, 1990)
Siklus hidrologi terbuka
Jika sistem tertutup dipotong pada suatu bagian tertentu dari seluruh sistem aliran
permukaan.
Aliran air tanah dipotong pada suatu bagian tertentu dari seluruh sistem aliran

8. A diagram, by Circle of Blue, illustrating
just how little freshwater the world has to
work with. If all the world’s water were to fit
inside 100 glasses, the supply available to
humanity would not fill three quarters of
one glass.
A mere 0.26 percent of the water on Earth
is drinkable.
Betapa sedikit air tawar di dunia yang dapat
dimanfaatkan.
Ilustrasi :
Jika semua air di dunia dimuatkan ke dalam
100 gelas, pasokan air tawar yang tersedia
bagi umat manusia tidak akan mengisi tiga
perempat dari satu gelas tersebut.
If all the worlds water was to be held in a 5L container,
the usable freshwater source would occupy only a
teaspoon (Villers, 2008).

9. Hydrological cycle (Trenberth et.al., 2006a)

10. Proses perjalanan air yang merupakan siklus hidrologi terus bergerak secara
kontinu meliputi :
Penguapan/evaporasi: Terjadi pada air laut karena panas matahari yang merupakan
sumber air terbesar. Evaporasi juga terjadi pada sungai, danau, rawa, tambang,
embung, situ-situ, waduk, dll.
Evapotranspirasi: Air diambil oleh tanaman melalui akar-akarnya yang dipakai untuk
kebutuhan hidup dari tanaman tersebut disebut dengan transpirasi, lalu air di dalam
tanaman juga keluar berupa uap akibat energi panas matahari (evaporasi). Proses
pengambilan air oleh akar tanaman kemudian terjadinya penguapan dari tanaman
disebut sebagai evapo-transpirasi.

11. Hujan turun:
Uap air akibat dari evaporasi dan evapo-transpirasi bergerak di atmosfir (udara)
kemudian akibat perbedaan temperatur di atmosfir dari panas menjadi dingin maka air
akan terbentuk akibat kondensasi dari uap menjadi keadaan cairan (from air to liquid
state).
Bila temperatur berada di bawah titik beku (freezing point) Kristal-kristal es terbentuk.
Tetesan air kecil (tiny droplet) tumbuh oleh kondensasi dan berbenturan dengan tetesan
air lainnya dan terbawa oleh gerakan udara turbulen sampai pada kondisi yang cukup
besar menjadi butir-butir air.
Apabila jumlah butir air sudah cukup banyak dan akibat berat sendiri (secara gravitasi)
butir-butir air itu akan turun ke bumi dan proses turunnya butir butiran air ini disebut
dengan hujan. Bila temperatur udara turun sampai di bawah 0oCelcius, maka butiran air
akan berubah menjadi salju (Chow dkk, 1988).

12. Air hujan di tanaman: Air hujan jatuh atau mengalir melalui tanaman. Bila tanaman
cukup rimbun maka perlu waktu yang relatif lama untuk air mencapai tanah.Waktu air
mengalir melalui tanaman berbeda-beda untuk tiap jenis tanaman.
Aliran permukaan (run-off): secara gravitasi (alami) air mengalir dari daerah yang
tinggi ke daerah yang rendah, dari gunung-gunung, pegunungan ke lembah, lalu ke
daerah lebih rendah, sampai ke daerah pantai dan akhirnya akan bermuara ke laut
(dapat juga bermuara ke danau). Aliran air ini disebut aliran permukaan tanah karena
bergerak di atas muka tanah.
Banjir/genangan: Terjadi banjir dan genangan akibat luapan sungai atau drainase yang
tak mampu mengalirkan air. Banjir atau genangan juga terjadi di daerah rendah berupa
cekungan atau retensi.

13. Aliran sungai: Aliran permukaan biasanya akan memasuki daerah tangkapan air
(catchment area) atau daerah aliran sungai (DAS) menuju ke sistem jaringan sungai.
Dalam sistem sungai aliran mengalir mulai dari sistem sungai yang kecil menuju ke
sistem sungai yang besar dan akhirnya akan menuju mulut sungai atau sering disebut
estuari yaitu tempat bertemunya sungai dengan laut. Dapat juga berakhirnya sistem
sungai di danau.
Transpirasi: Seperti telah diuraikan di 2., air dalam tanah diambil oleh tanaman melalui
akar-akarnya yang dipakai untuk kebutuhan hidup dari tanaman tersebut.
Kapiler : Air dalam tanah mengalir dari aliran air tanah karena mempunyai daya kapiler
untuk menaikkan air ke vadose zone menjadi butiran air tanah (soil moisture), demikian
juga butiran air tanah ini naik secara kapiler ke permukaan tanah.
Infiltrasi : Sebagian dari air permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah dalam
bentuk infiltrasi.

14. Aliran antara (interflow): Yaitu air di daerah vadose zone yang mengalir menuju
jaringan sungai, waduk, situ-situ, danau.
Aliran dasar (base flow) : Yaitu aliran air tanah yang mengisi sistem jaringan sungai,
waduk, situ-situ, rawa, dan danau.
Aliran run-out: Yaitu aliran air tanah yang langsung menuju ke laut.
Perkolasi : Air dari soil moisture di daerah vadose zone yang mengisi aliran air tanah.
Kapiler : Yaitu aliran dari air tanah yang mengisi soil moisture.

15. Potongan tampungan dalam siklus hidrologi
Tampungan dalam siklus hidrologi (Brooks
dkk, 1991; Dunne & Leopold, 1978;
Kodoatie & Sjarief, 2008).

16. Proses perjalanan air dalam Siklus Hidrologi (Mays, 2001; Maidment, 1993; Grigg, 1996;
Viesman &Lewis, 2003; Kodoatie & Sjarief, 2007 dengan modifikasi).

17. Hidrogelologi dan geohidrologi
• Hidrogeologi adalah studi tentang air tanah dan hubungannya
dengan kondisi geologi di wilayah tersebut. Terkadang juga disebut
Geohidrologi
• Geohidrologi adalah ilmu pengetahuan yang membahas tentang air
tanah. Terkadang juga disebut sebagai hidrogeologi
• Menurut Todd (1980) hidrologi airtanah didefenisikan sebagai ilmu
yang mempelajari tentang keterbentukan, distribusi dan pergerakan
air yang berada di bawah permukaan bumi. Terkadang lebih umum
disebut Hidrogeologi
• Hidrologi air tanah merupakan cabang Hidrologi yang mengkaji
tentang keterbentukan, keterdapatan dan pergerakan air pada zona
jenuh (saturated zone)
• Hydrostratigraphy adalah identifikasi satuan batuan untuk dipetakan
atas dasar sifat hidrolik (aquifer / akuitar) yang memiliki cakupan
lateral cukup besar dan dapat membentuk kerangka geologi untuk
sistem hidrogeologi

18. Hydrostratigraphy
Sand & Gravel
Sand
Shale / Mudstone
Till
Clay
Stratigraphic Lithologic Hydrostratigraphic
Surficial Deposits Surficial Aquitard
Floral Aquifer
Floral Fm
Floral Aquitard
Empress Gp Empress Aquifer
Bearpaw Fm Bedrock Aquitard

19. Hidrogeologi Regional
• Awal studi karakterisasi hidrogeologi di suatu wilayah atau daerah
adalah membangun hidrostratigrafi dengan mengidentifikasi satuan
batuan yang dapat dialiri (akuifer) dan tidak dapat dialiri (akuitar)
untuk dipetakan.
• Membangun peta hidrodtratigrafi dilakukan dengan menggunakan
prinsip-prinsip pemetaan bawah permukaan dengan cara pemetaan
yang standard berbasis urutan unit stratigrafi.
• Penekanan diberikan kepada karakterisasi sifat hidrolik batuan
dalam setiap unit genetik pada berbagai skala menggunakan data
dari berbagai sumber termasuk thin section, core studies, slug test,
DSTs and pumpu test.

20. Hydrostratigraphy by Maxey (1964)
• Istilah unit hidrostratigrafi pertama kali dikemukana oleh Maxey
(1964) untuk "tubuh batuan dengan cakupan lateral yang cukup luas
yang membentuk kerangka geologi untuk sistem hidrologi yang
berbeda.“
• Maxey (1964) mengidentifikasi kebutuhan untuk menentukan satuan
unit air tanah yang didasarkan tidak hanya pada karakteristik litologi
tertentu tetapi juga termasuk parameternya“ yang berlaku terutama
untuk pergerakan air, keterbentukan, dan penyimpanan."

21. • Seaber (1982; 1986; 1988) mengusulkan definisi unit
hydrostratigraphic sebagai "tubuh batuan dibedakan oleh
porositas dan permeabilitas“, yang dianggapnya lebih konsisten
dengan menentukan nomenklatur satuan stratigrafi.
• Dengan definisi ini, Seaber telah mengakomodasi pengamatan
bahwa “satuan hidrostratigrafi dapat terjadi dalam satu atau
lebih unit litostratigrafi.“
• Seaber (1988) mencoba untuk mendeskripsikan unit
hidrostratigrafi yang dapat diterapkan untuk semua lingkungan
geologi dengan fokus pada sifat material dari batu atau
sedimen.
Hydrostratigraphy by Seaber (1982)

22. Potensi Sumber Daya Air Permukaan
• Air permukaan: sumber air yang terdapat di atas
permukaan bumi, dapat dilihat secara visual dengan
tidak menggunakan peralatan tertentu.
97%
Air Laut
3%
Air Tawar
0,3%
Air Sungai
2,7%
Salju

23. Sumber Daya Air Permukaan
• Sungai: suatu torehan dipermukaan lahan yang didalamnya
terdapat air dan mengalir secara terus menerus (kontinu)
ataupun pada waktu tertentu (intermitten).
• Daerah sungai meliputi: aliran air, bantaran, tanggul, dan areal
yang dinyatakan sebagai daerah sungai.
• Danau: cekungan alamiah dipermukaan bumi dan terdapat
genangan air yang mempunyai volume yang besar.
• Waduk : merupakan danau buatan yang dipergunakna untuk
kepentingan tertentu, sepeti PLTA, sumber air bersih, dll
• Fungsi utama waduk biasanya memperbaiki dan menstabilkan
aliran air sungai, baik dengan pengaturan penyediaan air yang
tidak tetap dari suatu aliran sungai.

24. Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan suatu kawasan yang dibatasi oleh titik-titik
tinggi di mana air yang berasal dari air hujan yang jatuh, terkumpul dalam kawasan
tersebut.
Kegunaan suatu DAS adalah menerima, menyimpan, dan mengalirkan air hujan yang
jatuh di atasnya melalui sungai
Dalam DAS terdapat makhluk hidup dan lingkungannya saling berinteraksi
membentuk wilayah, yang secara ekologi, tunggal dan seragam.

27. Menentukan luasan DAS
• Peta topografi skala 1 : 50.000, dapat diperoleh dari Badan Koordinasi Survey
dan Pemetaan Nasional (Bakosurtanal), Badan Geologi, atau dapat juga
diperoleh dari dinas pengairan suatu wilayah
• Perhatikan sungai Utama di wlayah DAS dimaksud
• Tarik garis yang membatasi suatu besaran DAS
• Hitung luasan DAS, dapat menggunakan planimeter, digitasi, dan lainnya
• Note : Perhatikan sub DAS