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