Transcript Materi III
Eksplorasi Airtanah
SN - Hidrogeologi => UNP
1
Dasar dari metoda geofisika untuk eksplorasi airtanah:
Memanfaatkan sifat fisik batuan/tanah dan air yang berada di
dalam pori-pori atau rekahan
Sifat fisik tersebut (untuk aiirtanah):
• Sifat meneruskan/menahan arus listrik resistivity (ρ):
(ρ) < = mengandung airtanah;
(ρ) << = mengandung airtanah dengan TDS tinggi
(asin/payau/tercemar?);
(ρ) >> = bukan akuifer
SN - Hidrogeologi => UNP
2
Dasar dari metoda geofisika untuk eksplorasi airtanah:
• Sifat meneruskan gelombang seismik (kerapatan/
kepadatannya) density (γ):
(γ) >> padat = non akuifer;
(γ) << berongga = mungkin akuifer
• Sifat radioaktif sinar gamma
Sinar gamma alami >> batu lempung (mengandung
K)
SN - Hidrogeologi => UNP
3
Metoda Geolistrik Tahanan Jenis (resistivity)
Resistivity :
1. Wenner
2. Schlumberger
3. Dipole-dipole
4. Mess ala Masse
SN - Hidrogeologi => UNP
4
Metode Geolistrik Tahanan Jenis
SN - Hidrogeologi => UNP
5
Metode Geolistrik Tahanan Jenis : Werner
Konfigurasi Werner:
• CP = PP = PC = a
• C = elektrode arus
• P = elektrode potensial
• I = arus (ampere)
• V = voltage (volt)
SN - Hidrogeologi =>
UNP
R = 2 π a ΔV / I
6
Metode Geolistrik Tahanan Jenis
Konfigurasi Schlumberger:
• PP (tetap) = b
• CC (berubah) = L
• C = elektrode arus
• P = elektrode potensial
• I = arus (ampere)
• V = voltage (volt)
SN - Hidrogeologi =>
UNP
R = π [{ AB/2)2 – (MN/2)2} /MN] ΔV / I
7
Pola arus di dalam tanah/ batuan
(Susunan Schlumberger)
SN - Hidrogeologi => UNP
8
Kurva Sounding (Susunan Werner)
SN - Hidrogeologi => UNP
9
Pengukuran geolistrik resistivity bisa dipakai
untuk menetahui (menduga) sebaran batuan
(berdasarkan tahanan jenisnya) dalam arah :
• horisontal (electric profiling) peta, dan
• pada arah vertikal (electrik sounding)
penampang
SN - Hidrogeologi =>
UNP
10
Peta hasil survey geolistrik resistivity : profile
SN - Hidrogeologi =>
UNP
11
Penampang hasil survey geolistrik resistivity : soundingg
SN - Hidrogeologi =>
UNP
12
Metoda Seismik Refraksi (imbas)
Berdasarkan pada Kecepatan gelombang bias
(yang merepresentasikan rapat massa)
SN - Hidrogeologi => UNP
13
Pengukuran dengan metode seismik refraksi
SN - Hidrogeologi => UNP
14
Jejak gelombang seismik refraksi
SN - Hidrogeologi => UNP
15
Interpretasi data seismik refraksi (2 lapisan)
SN - Hidrogeologi => UNP
16
Pengukuran pada 2 lapisan batuan
SN - Hidrogeologi => UNP
17
Interpretasi data seismik refraksi (3 lapisan)
SN - Hidrogeologi =>
UNP
18
Beberapa model hasil pengukuran dengan seismik refraksi
SN - Hidrogeologi =>
UNP
19
Pemboran (Eksplorasi) Airtanah
SN - Hidrogeologi => UNP
20
Pemboran:
Pemboran eksplorasi diperlukan untuk mendapatkan data
geologi maupun parameter hidrogeologi yang ada di bawah
permukaan tanah
Dengan didapatkannya data tersebut maka dapat dibuat
penampang geologi lubang bor (geological bor hole log);
sehingga jika pada satu cekungan dibuat beberapa lubang
bor (dengan pola tertentu), dapat digambarkan kondisi
hidrostratigrafi cekungan tersebut.
SN - Hidrogeologi => UNP
21
Pada sumur-sumur tersebut juga (da[at) dilakukan test
akuifer (slug test, pumping test, flowing test, serta
pemantauan m.a.t atau tekanan pisometrik).
Dari test tersebut bisa didapatkan nilai K, T, S, serta
fluktuasi m.a.t. atau tekanan pisometriknya.
Jika bisa dibuat (mininal 3 lobang bor eksplorasi (dalam satu
sistem cekungan airtanah yang sama) konfigurasi
geologi 3 dimensi (3-D) (blok diagram/ fench diagram) dapat
dibuat arah aliran airtanah dapat diduga dan dibuat
modelnya
Diagram hidrostratigrafi bisa dibuat penentuan lokasi
sumur produksi bisa lebig akurat
SN - Hidrogeologi => UNP
22
Pemboran (core sampling)
Salah satu kegiatan penting dalam eksplorasi airtanah adalah
pemboran. Kegiatan pemboran (inti/ coring) dilakukan untuk
memperoleh gambaran sebaran vertikal maupun horisontal (jika
ada beberapa lobang bor) batuan (stratigrafi) sebaik mungkin.
SN - Hidrogeologi => UNP
23
Mesin Bor (drilling machine)
SN - Hidrogeologi => UNP
24
Pemboran Airtanah (direct circulation)
Selang air pembilas
Waterswivel
Mesin bor
Pipa bor/ rod/ (kelly)
Fluida bor (mud)
Mud pit
Casing
Lubang bor
Anulus
Mata bor (bit)
SN - Hidrogeologi => UNP
25
Pemboran Airtanah
Katrol
Rig/ mast
Wire rope/ seling
Mesin bor
Mesin penggerak
Lubang bor
SN - Hidrogeologi => UNP
26
Ada beberapa metode pemboran sumur produksi
airtanah:
Percussive drilling (cable tools )
• bit dan pemberat dijatuhkan (bebas) dan diangkat
dengan string (kabel)
• tidak ada core, hanya cuttings
• cuttings hasil pemboran diangkat dengan bailer
• hanya pada batuan yang kuat (tidak perlu casing)
SN - Hidrogeologi => UNP
27
Percussive drilling (down the hole)
• bit/ piston digerakkan oleh udara tekan (dihasilkan oleh
kompressor) yang disalurkan melalui pipa
• tidak ada core, hanya cuttings
• cuttings terbawa keatas oleh udara
SN - Hidrogeologi => UNP
28
Rotary drilling
• energi dan bit diantar dengan pipa yang diputar dari atas/
permukaan
• bisa dapat core atau cuttings, tergantung jenis bit yang
dipakai
• core/ core barrel diambil dengan menggunakan wire line
• cuttings diangkut oleh fluida bor
• ada 2 metode:
rotary table + kelly
rotary spindle => langsung drill rod biasa (pipa)
SN - Hidrogeologi => UNP
29
Bit dan Bailer untuk alat Bor
“tumbuk” (cable tools)
SN - Hidrogeologi => UNP
Bit (mata bor) untuk alat Bor “putar”
(rotary table/ spindle)
30
Data yang diambil pada pemboran eksplorasi:
Jenis batuan (litologi) : sampling – deskripsi – penamaan
batuan !
Ketebalan masing-masing lapisan log litologi
Harga K masing-masing lapisan akuifer/non akuifer ?
Muka airtanah statik dan piezometric level
Sistem hidrogeologi (akuifer bebas / tertekan ?)
Karakteristik sumur (p.test: K, T, S ?)
Kualitas airtanah (sampling dan analisa kimia)
Data log geofisika :
short dan long normal resistivity,
natural gamma ray,
kaliper,
SN - Hidrogeologi => UNP
31
Log litologi (dari core
dan cuttings
Contoh “cuttings”
SN - Hidrogeologi => UNP
Rekaman kecepatan
pemboran
32
Penampangan Geofisika Lobang Bor
Metoda penampangan lobang bor (bore hole logging):
Penampangan litologi :
• dari cuttings/ potongan batuan
• dari inti bor/ core
Penampangan dimensi :
• caliper: bisa membantu menentukan akuifer dan non
akuifer
Penampangan geofisika:
• short dan long normal resistivity,
• natural gamma ray,
• netron
SN - Hidrogeologi => UNP
33
Konfigurasi elektrode dalam ‘resistivity logging’
SN - Hidrogeologi => UNP
34
SN - Hidrogeologi => UNP
35
Caliper logging
SN - Hidrogeologi => UNP
Natural gamma log
Neutron log
36
Pembuatan penampang stratigrafi dari log bor litologi
1. Log bor (litologi) hasil koreksi
2. Penampang litologi/ diagram
pagar (fence diagram)
3. Hidrostratigrafi
4. Tentukan akuifer yang berpotensi
SN - Hidrogeologi => UNP
37
Desain dan Konstruksi Sumur Produksi
SN - Hidrogeologi => UNP
38
Sumur Produksi :
ukuran (dimensi) sumur produksi :
• diameter lobang sumur
• kedalaman sumur
konstruksi sumur produksi :
• casing (pipa sumur + pipa naik)
• cement grout semen (semen pelindung)
• screen (saringan)
• gravel pack (susunan kerikil)
• lead/rubber packer (jika perlu)
• pipe stabilizer
SN - Hidrogeologi => UNP
39
Sumur Produksi :
pemilihan jenis dan ukuran bukaan screen :
• tergantung kualitas air
• tergantung ukuran butiran akuifer
pemilihan ukuran gravel pack :
• tergantung ukuran butiran akuifer
• tergantung ukuran bukaan screen (3-6 mm)
SN - Hidrogeologi => UNP
40
Penentuan letak saringan pada sumur produksi
SN - Hidrogeologi => UNP
41
Konstruksi sumur airtanah
SN - Hidrogeologi => UNP
42
Bukaan dan panjang screen harus sesuai dengan
ukuran butir akuifer
Bukaan kecil
Bukaan besar
Butir halus
Butir kasar
Pasir halus masuk
ke screen kasar
SN - Hidrogeologi => UNP
43
Gravel pack (filter pack) mencegah masuknya pasir ke
dalam pipa sumur
Gravel pack ~ 3
– 6 mm
SN - Hidrogeologi => UNP
44
Screen penurun tekanan air
SN - Hidrogeologi => UNP
45
Saringan dan susunan gravel pada sumur produksi
SN - Hidrogeologi => UNP
46
Tabel Kualitas Saringan
SN - Hidrogeologi => UNP
47
Tabel Kecepatan Aliran Air Melalui Saringan
SN - Hidrogeologi =>
UNP
48
Terimakasih & Selamat Belajar !!!
SN - Hidrogeologi =>
UNP
49
Hubungan Antara Ukuran Bukaan Saringan
Dengan Ukuran Gravel
SN - Hidrogeologi => UNP
50
Distribusi ukuran butir pada akuifer yang berbeda
SN - Hidrogeologi => UNP
51
Ukuran bukaan screen dipengaruhi distribusi ukuran butir
akuifer
SN - Hidrogeologi => UNP
52
Pemilihan ukuran gravel pack dipengaruhi oleh ukuran butir akuifer
SN - Hidrogeologi => UNP
53