HIDROLOGI AKIFER KARBONAT

Standar

kars

Shandal’s Djepit P.A, Malang.

Klasifikasi dari Akifer Karbonat
(Bagian Ini Diperoleh dari Reeder, 1988)

White (1969, 1977) telah mengelompokkan akifer karbonat berdasarkan sistem air tanah dan setting hidrologi. Air tanah bergerak dalam akifer karbonat dengan aliran difusi, aliran yang lambat atau aliran bebas. Aliran difusi terjadi dalam batuan yang tingkat kelarutannya rendah seperti batu gamping menyerpih atau dolomit kristalin. Pada aliran difusi akifer karbonat, jarang ada saluran yang terintegrasi, guanya kecil tidak beraturan yang mana sering kali hanya modifikasi kekar secara pelarutan. (White, 1969)(Figure 3)

Akifer aliran lambat dicirikan dengan aliran lambat oleh lingkungan artesis atau dalam lapisan yang tipis diantara batuan yang kedap (Gunn, 1985). Aliran lambat akifer karbonat memiliki jaringan pola gua karena rendahnya pengisian yang terpusat, yang mana dihalangi oleh lembaran batuan dasar yang permeabilitasnya rendah. Oleh karena itu, pelarutan berada sepanjang kekar yang ada dan membangkitkan sebuah jaring perguaan yang padat (White, 1969)(Figure 4).

Akifer karbonat yang mengalir lambat memiliki perkembangan sistem drainase bawah permukaan yang baik serupa polanya dengan sistem drainase permukaan. Input ke bawah permukaan dapat dari menghilangnya air permukaan, seperti aliran dari sinkhole dan infiltrasi pada umunya. Dalam tipe akifer ini, tapak aliran air tanah diperlebar oleh pelarutan menjadi sebuah sistem saluran yang terintegrasi dengan baik. (Gambar 5).

Kecepatan aliran dalam akifer karbonat aliran bebas dapat mencapai puluhan feet/detik dan seringkali dalam bentuk turbulen (White, 1969). Aliran turbulen terjadi melalui suatu ruangan kosong yang ukurannya berkisar dari 0.01 inchi karena pelebaran rekahan dan bidang perlapisan secara pelarutan, menjadi saluran phreatik besar dengan ukuran lebih dari 30 feet. Ruang ini berada dalam massa batugamping yang mana memiliki premeabilitas primer sangat rendah (Gunn, 1985). Permeabilitas sekunder berkembang dengan baik dalam aliran bebas akifer karbonat menjadi proses pelarutan yang membentuk ruang hampa ini.

HYDROLOGY OF CARBONATE AQUIFERS
Flow and Storage in Carbonate Aquifers
( HIDROLOGI DARI AKIFER KARBONAT )

Aliran dan Penyimpanan dalam Akifer Karbonat Di suatu akifer karbonat, aliran berada pada saluran (conduit) dan difusi end members, dengan aliran difusi terjadi pada rekahan yang rapat, kekar, dan bidang perlapisan, dimana kecepatannya sangat lambat dan alirannya sesuai dengan Hukum Darcy (Atkinson dan Smart, 1981). Hukum Darcy terdiri dari rumus aliran fluida berdasar pada asumsi bahwa aliran adalah laminer (tidak terjadi percampuran), dan inersianya dapat terabaikan (Bates dan Jackson, 1987). Pengisian kembali terhadap aliran dan penyimpanan air yang sesungguhnya, adalah sebuah akifer yang masuk baik yang berupa sumber yang dapat berbentuk terpusat maupun yang tersebar (Gambar 6).

Suatu saat jumlah pengisian air tinggi dalam zona subcutaneous (dibawah kulit) yang permiable (Atkinson and Smart, 1981). Zona ini dijelaskan oleh William (1983), sebagai batuan pada layer yang lebih tinggi yang dapat bertahan dibawah lapisan tanah, tetapi diatas zona jenuh yang permanen. Zona ini sangat penting dalam karst terrain karena dari permeabilitas sekundernya yang tinggi, timbul dari pelarutan kimiawi yang amat sangat. Lebih jauh lagi, perlebaran secara korosi mengurangi dengan penyebab kedalaman sebuah peningkatan permeabilitas kecuali pelebaran master kekar dan sesar (Gambar 7).

Air dapat juga mengalir secara lateral (kearah samping) pada zona subcutneous untuk mengisi dengan jalan melalui rute yang dibuat oleh pelarutan preferential (istimewa) di tempat yang secara geologi menguntungkan seperti misalnya perpotongan kekar utama atau bidang perlapisan (bedding palane) yang terbuka (Williams, 1983). Kapasitas dari rute ini dapat sesuai dengan aliran vadose dan shaft dimana hasil integrasi dari aliran yang lebih kecil mengalir melalui retakan, kekar dan bidang perlapisan (Gunn,1985). Pada rekahan yang sangat rapat, kekar dan bidang perlapisan, aliran ini dapat menjadi difusi dan mengisi saluran dibawah kondisi aliran dasar.
Penyimpanan (storage) dapat menempati zona subcutneous saat sebuah water body di tempat yang tinggi, menjadi cadangan saturasi semusim untuk batuan dasar yang permeabilitasnya yang lebih rendah. Mangin (1974, 1975) dan Friederich (1981) menunjuk ke zona ini sebagai zona epikarstik, yang mana terdiri dari dua level utama, zona soil dan batugamping yang weathered lebih dari 15 sampai dengan 30 feet. Istilah dari subcutneous dan epikarstik dapat dipertukarkan, sekalipun subcutneous lebih banyak dipergunakan.
Dibawah zone subcutaneous atau epikarst, adalah zona yang merupakan tempat penyimpanan yang rendah, zona transisi, yang mana dihubungkan dengan rekahan, kekar, dan intergranular seepage (rembesan antar butir). Pada zona saturasi, storage yang dinamik dapat berada disitu. Tipe storage ini dapat terjadi diatas level spring dalam akifer yang tidak terbatasi dimana pengeringan air secara bebas sebagai aliran drainasi gravitasi dan dibawah level spring dimana cadangan perennialnya dapat sangat besar, tetapi karena sebuah perubahan kecil dalam ujung hirdolik, pelepasannya kecil saja. dimana storage perennial (menahun) dapat berukuran besar, tetapi karena perubahan kecil pada kepala hidrolik, pengisiannya lambat. Dengan begitu air tanah dapat mengalir pada zone perennial baik melalui saluran (conduit) maupun melalui proses difusi (Hobbs dan Smart, 1986).

Sifat dari karst :

1. Adanya karst topografi
2. Adanya kekar/ diaklas/ rekahan
3. Mudah larut
4. Batuan gamping ada yang massif, porous, dan berlapis
5. Adanya lapisan impermiabel

Pendapat ahli tentang hidrologi karst :

1. Grund
Air tanah pada daerah gamping mempunyai permukaan yang teratur, yang berarti didalam lapisan batu gamping terdapat adanya pipa yang berhubungan. Hal ini dibuktikan dengan pemberian warna atau zat-zat kimia lainnya (water tracing).

2. Katzer
Air tanah pada daerah kapur ini tidak teratur, yang berarti pipa yang satu dan yang kain tidak ada hubungan. Bahwa terdapat pipa kapur yang pada level tinggi itu berair, terdapat pula daerah yang rendah itu kering.

3. Lehman
Sependapat dengan Grund, lebih ditegaskan bahwa pipa kapur yang diameternya besar mempunya tekanan hidrostatis kapiler yang lebih besar dari pada pipa kapur yang diameternya kecil. Ketiga ahli tersebut sependapat bahwa sungai-sungai bawah tanah itu kita dapatkan pada lapisan batu gamping yang tidak begitu tebal atau tipis/ dangkal.

Kenampakan yang berhubungan dengan :

1. Terra rosa
Sisa-sisa material berwarna merah ( soil bersifat lempungan).
2. Lapies
Batu gamping yang mempunyai relief tinggi, lubang-lubang.

SUMBER
Explore posts in the same categories: Caving

GEOMORFOLOGI

Geomorfologi adalah sebuah studi ilmiah terhadap permukaan Bumi dan poses yang terjadi terhadapnya. Secara luas, berhubungan dengan landform (bentuk lahan) tererosi dari batuan yang keras, namun bentuk konstruksinya dibentuk oleh runtuhan batuan, dan terkadang oleh perolaku organisme di tempat mereka hidup. “Surface” (permukaan) jangan diartikan secara sempit; harus termasuk juga bagian kulit bumi yang paling jauh. Kenampakan subsurface terutama di daerah batugamping sangat penting dimana sistem gua terbentuk dan merupakan bagian yang integral dari geomorfologi.

Pengaruh dari erosi oleh: air, angin, dan es, berkolaborasi dengan latitude, ketinggian dan posisi relatif terhadap air laiut. Dapat dikatakan bahwa tiap daerah dengan iklim tertentu juga memiliki karakteristik pemandangan sendiri sebagai hasil dari erosi yang bekerja yang berbeda terhadap struktur geologi yang ada.

Torehan air terhadap lapisan batugamping yang keras dapat berupa aliran sungai yang permanen dan periodik, dapat juga merupakan alur drainase yang melewati bagian-bagian yang lemah. Sehingga membentuk cekungan-cekungan pada bagian yag tererosi dan meninggalkan bagian yang lebih tinggi yang susah tererosi. Ukuran dari cekungan dan tinggian ini bisa beberapa centimeter sampai beberapa kilometer.

Morfologi makro

Dibawah ini adalah beberapa bentuk morfologi permukaan karst dalam ukuran meter sampai kilometer:

* Swallow hole : Lokasi dimana aliran permukaan seluruhnya atau sebagian mulai menjadi aliran bawah permukaan yang terdapat pada batugamping. Swallow hole yang terdapat pada polje sering disebut ponor. (Marjorie M. Sweeting, 1972). Pengertian ini dipergunakan untuk menandai tempat dimana aliran air menghilang menuju bawah tanah.
* Sink hole : disebut juga doline, yaitu bentukan negatif yang dengan bentuk depresi atau mangkuk dengan diameter kecil sampai 1000 m lebih. (William B. White, 1988)
* Vertical shaft : pada bentuk ideal, merupakan silinder dengan dinding vertikal merombak perlapisan melawan inclinasi perlapisan. (William B. White, 1988)
* Collapse : runtuhan
* Cockpit : bentuk lembah yang ada di dalam cone karst daerah tropik yang lembab. Kontur cockpit tidak melingkar seperti pada doline tetapi seperti bentuk bintang dengan sisi-sisi yang identik, yang menunjukkan bahwa formasi cone merupakan faktor penentunya. (Alfred Bogli, 1978)
* Polje : depresi aksentip daerah karst, tertutup semua sisi, sebagian terdiri dari lantai yang rata, dengan batas-batas terjal di beberapa bagian dan dengan sudut yang nyata antara dasar/ lantai dengan tepi yang landai atau terjal itu.(Fink, Union Internationale de Speleologie)
* Uvala : cekungan karst yang luas, dasarnya lebar tidak rata (Cjivic, 1901) : lembah yang memanjang kadang-kadang berkelak-kelok, tetapi pada umumnya dengan dasar yang menyerupai cawan. (Lehman, 1970)
* Dry valley: terlihat seperti halnya lembah yang lainnya namun tidak ada aliran kecuali kadang-kadang setelah adanya es yang hebat diikuti oleh pencairan es yang cepat. (G.T. Warwick, 1976).
* Pulau Jawa memiliki kawasan karst yang cukup spesifik yaitu karst Gunung Sewu, dimana bentukan bukit-bukit seperti cawan terbalik (cone hill) dan kerucut (conical hill) begitu sempurna dengan lembah-lembahnya. Bukit merupakan residu erosi dan lembahnya adalah merupakan daerah diaman terjadi erosi aktif dari dulu sampai sekarang. Bagian-bagian depresi atau cekungan merupakan titik terendah dan menghilangnya air permukaan ke bawah permukaan. Erosi memperlebar struktur (lihat geologi gua dan teori terbentuknya gua), kekar, sesar, dan bidang lapisan, dan membentuk gua-gua, baik vertikal maupun horisontal.
* Gua-gua juga dapat terbentuk karena adanya mata air karst. Mata air (spring) karst ini ada beberapa jenis:
* Bedding spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang lapisan,
* Fracture spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang rekahan,
* Contact spring, mata air yang terbentuk karena adanya kontak antara batu gamping dan batu lain yang impermiabel.
* Disamping itu secara khusus ada jenis mata air yang berada di bawah permukaan air laut disebut dengan vrulja.

Morfologi mikro

Ada kawasan karst dengan sudut dip yang kecil dan permukaannya licin. Area ini dipisah-pisahkan dalam bentuk blok-blok oleh joint terbuka, disebut dengan grike-Bhs. Inggris, atau Kluftkarren-Bhs. Jerman. Bentukan-bentukan minor ini dalam bahasa Jerman memiliki akhiran karren (lapies-Bhs Perancis). Sering permukaan blok itu terpotong menjadi sebuah pola dendritic dari runnel dengan deretan dasar (round) dipisahkan oleh deretan punggungan (ridge) yang mengeringkannya kedalam grike terlebih dahulu. Juga terkadang mereka memiliki profil panjang yang hampir mulus. Bentukan ini disebut Rundkarren. Tipe lain adalah Rillenkarren yang memiliki saluran yang tajam, ujung punggungan dibatasi oleh deretan saluran berbentuk V. Biasanya nampak pada permukaan yag lebih curam daripada rundkarren, dengan saluran sub-paralel dan beberapa cabang. Microrillenkarren merupakan bentuk gabungan tetapi hanya memiliki panjang beberapa centimeter dan lebarnya 10-20 mm. Pseudo karren, memiliki bentuk sama dengan rundkarren dan rinnenkarren. Tetapi hanya terjadi pada granit di daerah tropik yang lembab.

GUA

Torehan air dan es adalah faktor utama yang memperlebar zonal lemah dilapisan batu gamping, sehingga terbentuk gua-gua. Ada banyak teori yang menjelaskan asal muasal terjadinya gua (teori klasik), namun sekarang sudah ada teori yang menjelaskan dan diterima secara umum. Perbedaan teori tersebut dikeluarkan oleh orang yang berasal dari kawasan karst yang berbeda, sesuai dengan karakteristik daerah tersebut. Lihat teori terbaru mengenai proses terlahirnya gua. Lihat juga speleogenesis.

About these ads

One thought on “HIDROLOGI AKIFER KARBONAT

  1. nani

    klu ttg cekungan wonosari, yang dikenal dengan “sing mulo” di luweng, kira2 spr apa kejadiannya?? thx

    Suka

Tinggalin balasan ente ya gan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s