Air tanah disimpan di ruang terbuka dan patahan pada material geologi seperti tanah, pasir & batu yang terdapat di bawah permukaan tanah. Akuifer adalah lapisan geologi yang diisi dengan air atau dapat menyimpan dan mengalirkan air yang cukup untuk sumur bor dalam jumlah yang ekonomis.

Tipe-tipe akuifer

Material geologi dapat digolongkan sebagai konsolidasi batuan atau batuan sedimen. Konsolidasi batuan dapat terdiri dari material seperti batu pasir, serpihan, granit, atau basal. Batuan sedimen berisi butiran pasir, kerikil, lumpur dan tanah liat. Empat tipe utama akuifer antara lain :

  • Aluvial (pasiar, kerikil dan lumpur yang disimpan oleh sungai
  • Batuan sedimen dasar (konsolidasi sedimen)
  • Glasial sedimen (endapan materi yang disimpan oleh gletser); dan
  • Batuan beku atau metamorf batuan dasar.

Pergerakan air tanah

Air tanah pada kerikul, lumpur dan pasir di akuifer ditemukan dalam ruang pori-pori di antara partikel-partikel tersebut, sedangkan air tanam dalam konsolidasi akuifer ditemukan pada patahan atau retakan batu. Jumlah air yang bisa diambil tergantung pada jenis batu yang bisa menahan air serta tingkat porositas batu, yang merupakan volume ruang pori-pori antar materi sedimen atau retakan pada batu.

Untuk air yang bergerak melalui batu, ruang pori-pori harus terhubung satu sama lain. Air tanah mengalir sangat lambat di dalam akuifer. Kecepatan gerakan air tanah tergantung pada ukuran ruang pada tanah atau batu & seberapa baik ruang-ruang ini terhubung, serta kecuraman atau kemiringan dari muka air.

Permeabilitas

Butiran-butiran sedimen kasar dan besar seperti pasir dan kerikil memiliki tingkat porositas tinggi, dibanding sedimen butiran kecil seperti tanah liat dan lumur, serta memiliki ruang pori-pori yang lebih baik. Butiran-butiran sedimen kasar bersifat permeabel karena memiliki ruangan pori-pori besar atau patahan-patahan yang saling terhubung & memungkinkan air untuk mengalir.

Dalam beberapa kasus, ruang pori-pori bisa diisi oleh materi butiran kecil, yang mengurangi ruang untuk air masuk dan mengalir melalui ruang pori-pori. Hal ini mengurangi porositas sehingga akuifer menjadi kurang permeabel. Hal-hal tersebut sangat penting untuk bisa menentukan karakteristik akuifer seperti tingkat permeabilitas untuk memprediksi perilaku air tanah dalam akuifer.

Laporan Pemeriksaan Sumur Bor dan Pengetesan atau Uji Pompa

Beberapa karakteristik akuifer dapat diperkirakan dari data yang ditemukan pada laporan pemeriksaan sumur bor. Tingkat air statis (diam), lokasi zona bantalan air, bahan material geologi, dan data uji pompa diperiksa atau di cek untuk mendapatkan informasi seperti kedalaman, ketebalan, dan zona akuifer. Deskripsi dan lokasi formasi geologi dan zona bantalan air dalam formasi tersebut dapat memberikan petunjuk tentang kedalaman akuifer, apakah termasuk akuifer dangkal (air terletak dekat permukaan tanah), atau akuifer dalam (air terletak lebih dalam, mungkin lebih dalam daripada 30 meter atau 100 kaki. Serta apakah akuifer terbuat dari bahan konsolidasi batuan atau batuan sedimen.

Sifat akuifer mengacu pada akuifer tertekan atau akuifer bebas. Akuifer tertekan memiliki lapisan atas yang kurang berpori, hal ini mengakibatkan air tanah berada di bawah tekanan. Kekita sumur dibor, tingkat air pada sumur akan naik di atas akuifer. Akuifer bebas tidak memiliki lapisan kedap air di atasnya, sehingga ketika sumur di bor, tingkat ketinggan air di sumur akan sama dengan bagian atas pada akuifer.

Uji Pompa

Ahli sumur bor, melakukan uji pompa untuk menentukan karakteristik dari kinerja sumur serta untuk menentukan sifat hidrolik akuifer seperti permeabilitas & kelangsungannya (permeabilitas akuifer dikalikan dengan ketebalan akuifer). Nilai-nilai tersebut menentukan bagaimana air bergerak dengan mudah melalui akuifer, berapa banyak air yang disimpan, dan seberapa efisien sumur dalam menghasilkan air. Uji pompa dapat memungkinkan pakar hidrogeologi untuk memprediksi efek pada tingkat air dengan intensitas pemompaan yang berbeda atau jika nantinya akan ada penambahan satu atau beberapa sumur lagi.

Uji pompa terdri dari pemompaan sumur pada tingkat tertentu serta perekaman ketinggian permukaan air sumur,dalam jangka waktu tertentu. Respon ketinggian air di Sumur Bor dan di dekat pemompaan juga mencerminkan kemampuan akuifer untuk mengalirkan air ke sumur. Respon tersebut memungkinkan pakar hidrogeologi untuk menentukan karakteristik akuifer. Idealnya, kadar air diukur pada pemompaan sumur dengan interval waktu tertentu dan observasi sumur terdekat.

Ketika sumur dipompa, level air di sekitarnya menurun, serta air bergerak dari akuifer menuju sumur (lihat gambar di bawah). Menurunnya level air disebut juga sebagai penarikan. Dari sudut pandang tiga dimensi, tampak seolah-olah kerucut menuju ke bawah dan mengelilingi sumur. Ini disebut dengan “cone of depression”. Ukuran kerucut penarikan tergantung pada beberapa faktor antara lain :

  • Intensitas pemompaan
  • Lama pemompaan
  • Permeabilitas akuifer
  • Daya tahan atau kapasitas akuifer

Ketika sumur berhenti dipompa, dalam beberapa waktu kerucut penarikan akan menghilang dan muka air kembali pada keadaan semula. Silahkan lihat pada gambar dibawah, perhatikan kerucut penarikan yang lebih sedikit pada sumur pengamatan 1 (OW1) yang letaknya jauh dari sumur yang di pompa (Q).

Dua jenis uji pompa yang paling umum adalah uji konstan dan uji multi level. Dan uji konstan, sumur dipompa selama jangka waktu tertentu pada intensitas tertentu, sedangkan untuk uji multi level, sumur dipompa dengan intensitas yang lebih besar secara berturut-turut dengan jangka waktu yang singkat. Penarikan muka air pada sumur dipetakan sejak awal mula pemompaan baik untuk uji konstan maupun uji multi level. Data dari kedua tes tersebut dapat digunakan untuk memprediksi karakteristik hidrolik akuifer dan sumur.

Selama uji konstan (lihat pada gambar bagian 1 (atas)), intensitas atau tingkat pemompaan disetting konstan dan aktifitas penarikan secara progresif dicatat waktunya. Hubungan antara penarikan dan waktu adalah fungsi dari permeabilias akuifer. Selama Uji multi level (lihat pada gambar bagian 2 (bawah)), pemompaan dengan intensitas konstan dilakukan disetiap tahap pengujian, dan intensitas yang lebih tinggi dilakukan pada tahap berikutnya secara berturut-turut. Uji multi level tidak hanya dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik akuifer, tetapi juga berguna untuk menentukan ukuran pompa yang akan ditempatkan di dalam sumur. Perhatikan pada pemulihan level atau muka air pada masing-masing grafik. Tingkat pemulihan level / muka air sebelum hingga sama seperti sebelum dipompa, tergantung pada materi penyusun akuifer.

Ada beberapa metode untuk menafsirkan data uji pompa, termasuk grafis dan teknik komputer. Selama beberapa dekade terakhir, teknik komputer telah menggantikan teknik grafis yang lebih tradisional dalam menginterpretasikan / menafsirkan data, tetapi pakar hidrogeologi saat ini masih mengandalkan analisis grafis untuk memeriksa tren pergerakan penarikan air tanah dan juga untuk memprediksi bagaimana akuifer bereaksi terhadap pemompaan dari waktu ke waktu.

Untuk menginterpterasikan hasil uji pompa, pakar hidrogeologi membutuhkan data seperti ketebalan akuifer, interval penayangan, tingkat atau intensitas pemompaan, tingkat atau level air statis (ketinggian muka air) selama pemompaan. Data-data tersebut diinput pada suatu program komputer sehingga menghasilkan parameter akuifer seperti kapasitas sumur secara spesifik, konduktifitas hidraulik, dan keberlangsungannya. Hasil ini kemudian digunakan untuk membantu pengelolaan air tanah yang tersedia (misalnya untuk kebutuhan perkotaan atau untuk irigasi). Karakteristik akuifer dan karakteristik sumur bor juga bisa diukur ketika pemompaan selesai dan durasi ketinggian muka air pulih seperti semula, sehingga dapat menyediakan database untuk keperluan pengembangan yang lebih besar

Laporan Data Sumur Bor : Jendela Akuifer

Ketika sumur di bor, tukang bor sumur mengisi dan membuat laporan data sumur bor yang memberikan “pandangan” adanya air tanah di lokasi pengeboran. Laporan data sumur adalah dokumen tertulis yang berisi informasi bagaimana sumur dibangun, bahan-bahan yang ditemui selama proses pengeboran, dan dimana (kedalam berapa) air tanah ditemukan. Informasi konstruksi pembuatan sumur bor meliputi tanggal pelaksanaan pengeboran, diameter dan kedalaman lubang bor, pipa casing, dan segel penutup sumur, jenis-jenis bahan yang digunakan untuk membangun casing atau penurtup atas sumur, lokasi “screen” penyaring, pengukuran level air (muka) statis dan data uji pompa.

Laporan data sumur mencakup bagian yang disebut “well log”. Data “well log” merupakan bagian dari laporan data sumur yang menggambarkan jenis bahan geologi yang ditemui selama prose pengeboran. Tukang sumur bor menggambarkan warna, tekstur, ukuran butir dan lokasi dari lapisan geologi yang diberikan dan apakah lapisan geologi tersebut berisi air atau tidak. Jika air ditemukan pada kedalaman tertentu, ini dikenal dengan zona bantalan air atau akuifer.

Dengan menginterpretasikan informasi dari banyak sumber laporan data sumur pada wilayah geografis yang luas, pakar hidrogeologi bisa memetakan akuifer regional dan lebih memahami letak air tanah dan bagaimana pergerakannya.