Geologi Air Tanah 15b: Perubahan paradigma pengelolaan airtanah

Slide ppt: https://github.com/dasaptaerwin/geologi-airtanah-2018b
Website: https://derwinirawan.wordpress.com
Twitter: https://twitter.com/dasaptaerwin

Transcript

1. AT 5102 GEOLOGI AIR TANAH Perubahan paradigma pengelolaan air tanah (bagian 2) Perubahan paradigma pengelolaan airtanah Dasapta Erwin Irawan Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Lisensi: CC-BY Creative Commons Attributions 1
2. Formulasi Masalah Kebutuhan air bersih sangat besar vs PDAM tidak sepenuhnya dapat diandalkan. Bagaimana menyesuaikan antara kapasitas supply dan demand sumberdaya air agar dicapai sustainability. Supply air bersih dari mana ? Sumberdaya airtanah terbatas (renewable): Sisi Kuantitas dan Sisi Kualitas Perlu pengelolaan sumberdaya air terpadu secara rinci. Jumlah air permukaan: Berlimpah di musim hujan Sangat berkurang di musim kemarau
3. Pengelolaan Airtanah berbasis Sistem Hirarki Skala Kawasan Binaan Analisis Potensi Suplai Air Skala Cekungan Airtanah Skala Kawasan Binaan Analisis Kebutuhan Air
4. Aquifer 2-Confined Aquifer 1b-Confined Aquifer 1a-Unconfined Aquifer 1b- Confined Aquifer 1b- Confined Groundwater inflow GwL Unconfined aquifer GwL Confined aquifer Modified from Colorado Division of Water Resources Groundwater outflow
5. Sistem Cekungan Airtanah DKI Jakarta Contoh kasus Kawasan Plasa Senayan No. Keterangan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des TOTAL 1 Temperatur (T) 20,20 20,00 20,70 21,50 21,40 21,20 20,80 20,00 20,50 21,30 21,10 20,90 2 Kelembaban (%RH) 0,93 0,93 0,86 0,88 0,87 0,84 0,86 0,85 0,84 0,83 0,84 0,88 3 Kecepatan angin (knot) 3,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 4 Jumlah hari hujan (n) 29,00 27,00 28,00 29,00 22,00 20,00 16,00 23,00 18,00 26,00 25,00 31,00 Potensial Evaporasi 10,60 5 Kecepatan angin (mil/hari) 31,79 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 21,19 21,19 6 Koreksi kecepatan angin pada ketinggian 2m (W2 ) 148,15 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 98,77 98,77 7 Koefisien kekasaran (untuk permukaan tanaman) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 8 Tekanan uap jenuh pada suhu rata-rata (ea ) 17,75 17,53 18,31 19,23 19,11 18,88 18,43 17,53 18,08 19,00 18,77 18,54 9 Tekanan uap aktual (e d ) 16,51 16,30 15,75 16,92 16,63 15,86 15,85 14,90 15,19 15,77 15,77 16,32 10 Evaporasi (Ea) 1,08 1,07 1,78 1,61 2,16 2,10 1,80 2,28 2,01 2,25 2,09 1,55 11 Solar radiasi pada permuakaan horizontal (R) 14,94 15,05 14,88 14,13 13,13 12,64 12,99 13,79 14,78 15,10 15,03 14,83 12 Albedo (r) 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 13 Radiasi black body pada temperatur udara (T4) 14,80 14,80 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14 Sunshine (S) 0,25 0,29 0,27 0,25 0,41 0,45 0,54 0,38 0,50 0,32 0,34 0,20 15 H 3,03 3,24 3,06 2,84 3,11 3,03 3,46 3,12 3,92 3,32 3,39 2,80 16 Kemiringan kurva tekanan uap air jenuh (A) 0,60 0,61 0,63 0,65 0,65 0,64 0,64 0,63 0,64 0,65 0,63 0,63 17 Potensial evapotranspirasi harian (Ep)-mm/hari 2,43 2,58 2,68 2,48 2,83 2,76 2,96 2,87 3,35 3,00 3,00 2,42 18 Potensial evapotranspirasi bulanan (Ep)-mm/bulan 70,39 69,62 75,09 71,78 62,29 55,15 47,40 65,95 60,39 78,07 75,07 75,13 Limited Evapotranspirasi 31,00 28,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 19 Perkiraan permukaan terbuka (m) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 20 delta E -7,74 -6,27 -7,51 -7,90 -2,49 -1,10 0,95 -3,30 0,00 -6,25 -5,25 -9,77 21 Limited Evapotranspirasi (El) 78,13 75,88 82,60 79,67 64,78 56,25 46,45 69,25 60,39 84,31 80,32 84,90 Perhitungan Water Balance 22 CH bulanan 654,50 473,40 562,70 364,60 190,80 163,70 36,40 185,70 184,50 84,80 459,40 497,20 3857,70 23 CH - El 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 -10,05 116,45 124,11 0,49 379,08 412,30 2994,77 24 Soil storage 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -10,05 0,00 0,00 0,49 0,00 0,00 -9,56 25 Soil moisture 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 139,95 150,00 150,00 150,49 150,00 150,00 1790,44 26 Water surplus (Ws) 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 0,00 116,45 124,11 0,00 379,08 412,30 3004,33 Run Off dan Groundwater Storage 0,00 27 Faktor infiltrasi (k) 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 4,20 28 Infiltrasi (I) 201,73 139,13 168,04 99,72 44,11 37,61 0,00 40,76 43,44 0,00 132,68 144,31 1051,52 29 Koefisien aliran tanah (K) 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 6,47 30 Storage volume (Vn) 252,34 195,38 197,69 145,93 85,02 58,69 20,54 38,55 46,92 16,42 107,84 148,79 1314,11 172,861 79,48 -56,96 2,31 -51,76 -60,91 -26,32 -38,15 18,01 8,37 -30,50 91,42 40,95 -24,07 31 Base flow (Bn) 122,25 196,09 165,73 151,48 105,02 63,93 38,15 22,75 35,07 30,50 41,26 103,36 1075,59 32 Direct Run Off (DRO) 374,64 258,39 312,07 185,20 81,91 69,84 0,00 75,69 80,67 0,00 246,40 268,00 1952,82 33 Run Off (Qn) 496,89 454,48 477,80 336,69 186,93 133,77 38,15 98,44 115,74 30,50 287,66 371,36 3028,40 Ilustrasi Tabel perhitungan Water Balance Skala Cekungan Airtanah Ilustrasi Tabel perhitungan Water Budget Skala Cekungan Airtanah Water demand = potensi water supply (air permukaan, air hujan, airtanah)
6. Ilustrasi Water Budget: Diagram Blok Kawasan Senayan Kondisi Sebelum Terbangun No. Keterangan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des TOTAL 1 Temperatur (T) 20,20 20,00 20,70 21,50 21,40 21,20 20,80 20,00 20,50 21,30 21,10 20,90 2 Kelembaban (%RH) 0,93 0,93 0,86 0,88 0,87 0,84 0,86 0,85 0,84 0,83 0,84 0,88 3 Kecepatan angin (knot) 3,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 4 Jumlah hari hujan (n) 29,00 27,00 28,00 29,00 22,00 20,00 16,00 23,00 18,00 26,00 25,00 31,00 Potensial Evaporasi 10,60 5 Kecepatan angin (mil/hari) 31,79 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 21,19 21,19 6 Koreksi kecepatan angin pada ketinggian 2m (W2 ) 148,15 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 98,77 98,77 7 Koefisien kekasaran (untuk permukaan tanaman) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 8 Tekanan uap jenuh pada suhu rata-rata (e a ) 17,75 17,53 18,31 19,23 19,11 18,88 18,43 17,53 18,08 19,00 18,77 18,54 9 Tekanan uap aktual (ed ) 16,51 16,30 15,75 16,92 16,63 15,86 15,85 14,90 15,19 15,77 15,77 16,32 10 Evaporasi (Ea) 1,08 1,07 1,78 1,61 2,16 2,10 1,80 2,28 2,01 2,25 2,09 1,55 11 Solar radiasi pada permuakaan horizontal (R) 14,94 15,05 14,88 14,13 13,13 12,64 12,99 13,79 14,78 15,10 15,03 14,83 12 Albedo (r) 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 13 Radiasi black body pada temperatur udara (T4) 14,80 14,80 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14 Sunshine (S) 0,25 0,29 0,27 0,25 0,41 0,45 0,54 0,38 0,50 0,32 0,34 0,20 15 H 3,03 3,24 3,06 2,84 3,11 3,03 3,46 3,12 3,92 3,32 3,39 2,80 16 Kemiringan kurva tekanan uap air jenuh (A) 0,60 0,61 0,63 0,65 0,65 0,64 0,64 0,63 0,64 0,65 0,63 0,63 17 Potensial evapotranspirasi harian (Ep)-mm/hari 2,43 2,58 2,68 2,48 2,83 2,76 2,96 2,87 3,35 3,00 3,00 2,42 18 Potensial evapotranspirasi bulanan (Ep)-mm/bulan 70,39 69,62 75,09 71,78 62,29 55,15 47,40 65,95 60,39 78,07 75,07 75,13 Limited Evapotranspirasi 31,00 28,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 19 Perkiraan permukaan terbuka (m) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 20 delta E -7,74 -6,27 -7,51 -7,90 -2,49 -1,10 0,95 -3,30 0,00 -6,25 -5,25 -9,77 21 Limited Evapotranspirasi (El) 78,13 75,88 82,60 79,67 64,78 56,25 46,45 69,25 60,39 84,31 80,32 84,90 Perhitungan Water Balance 22 CH bulanan 654,50 473,40 562,70 364,60 190,80 163,70 36,40 185,70 184,50 84,80 459,40 497,20 3857,70 23 CH - El 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 -10,05 116,45 124,11 0,49 379,08 412,30 2994,77 24 Soil storage 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -10,05 0,00 0,00 0,49 0,00 0,00 -9,56 25 Soil moisture 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 139,95 150,00 150,00 150,49 150,00 150,00 1790,44 26 Water surplus (Ws) 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 0,00 116,45 124,11 0,00 379,08 412,30 3004,33 Run Off dan Groundwater Storage 0,00 27 Faktor infiltrasi (k) 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 4,20 28 Infiltrasi (I) 201,73 139,13 168,04 99,72 44,11 37,61 0,00 40,76 43,44 0,00 132,68 144,31 1051,52 29 Koefisien aliran tanah (K) 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 6,47 30 Storage volume (Vn) 252,34 195,38 197,69 145,93 85,02 58,69 20,54 38,55 46,92 16,42 107,84 148,79 1314,11 172,861 79,48 -56,96 2,31 -51,76 -60,91 -26,32 -38,15 18,01 8,37 -30,50 91,42 40,95 -24,07 31 Base flow (Bn) 122,25 196,09 165,73 151,48 105,02 63,93 38,15 22,75 35,07 30,50 41,26 103,36 1075,59 32 Direct Run Off (DRO) 374,64 258,39 312,07 185,20 81,91 69,84 0,00 75,69 80,67 0,00 246,40 268,00 1952,82 33 Run Off (Qn) 496,89 454,48 477,80 336,69 186,93 133,77 38,15 98,44 115,74 30,50 287,66 371,36 3028,40 Ilustrasi sistem akifer Ilustrasi Tabel perhitungan Water Balance air meteorik (Wbal0) Ilustrasi Tabel perhitungan Water Budget (Wbud0) Water demand = potensi water supply (air permukaan, air hujan, airtanah) 1
7. Ilustrasi Water Budget: Diagram Blok Kawasan Senayan Kondisi Terbangun Apartemen Senayan Blok Plasa Senayan Blok Plasa Senayan Blok Plasa Senayan No. Keterangan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des TOTAL 1 Temperatur (T) 20,20 20,00 20,70 21,50 21,40 21,20 20,80 20,00 20,50 21,30 21,10 20,90 2 Kelembaban (%RH) 0,93 0,93 0,86 0,88 0,87 0,84 0,86 0,85 0,84 0,83 0,84 0,88 3 Kecepatan angin (knot) 3,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 4 Jumlah hari hujan (n) 29,00 27,00 28,00 29,00 22,00 20,00 16,00 23,00 18,00 26,00 25,00 31,00 Potensial Evaporasi 10,60 5 Kecepatan angin (mil/hari) 31,79 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 31,79 21,19 21,19 21,19 21,19 6 Koreksi kecepatan angin pada ketinggian 2m (W2 ) 148,15 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 148,15 98,77 98,77 98,77 98,77 7 Koefisien kekasaran (untuk permukaan tanaman) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 8 Tekanan uap jenuh pada suhu rata-rata (ea ) 17,75 17,53 18,31 19,23 19,11 18,88 18,43 17,53 18,08 19,00 18,77 18,54 9 Tekanan uap aktual (ed ) 16,51 16,30 15,75 16,92 16,63 15,86 15,85 14,90 15,19 15,77 15,77 16,32 10 Evaporasi (Ea) 1,08 1,07 1,78 1,61 2,16 2,10 1,80 2,28 2,01 2,25 2,09 1,55 11 Solar radiasi pada permuakaan horizontal (R) 14,94 15,05 14,88 14,13 13,13 12,64 12,99 13,79 14,78 15,10 15,03 14,83 12 Albedo (r) 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 13 Radiasi black body pada temperatur udara (T4) 14,80 14,80 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14,85 14 Sunshine (S) 0,25 0,29 0,27 0,25 0,41 0,45 0,54 0,38 0,50 0,32 0,34 0,20 15 H 3,03 3,24 3,06 2,84 3,11 3,03 3,46 3,12 3,92 3,32 3,39 2,80 16 Kemiringan kurva tekanan uap air jenuh (A) 0,60 0,61 0,63 0,65 0,65 0,64 0,64 0,63 0,64 0,65 0,63 0,63 17 Potensial evapotranspirasi harian (Ep)-mm/hari 2,43 2,58 2,68 2,48 2,83 2,76 2,96 2,87 3,35 3,00 3,00 2,42 18 Potensial evapotranspirasi bulanan (Ep)-mm/bulan 70,39 69,62 75,09 71,78 62,29 55,15 47,40 65,95 60,39 78,07 75,07 75,13 Limited Evapotranspirasi 31,00 28,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 31,00 30,00 31,00 30,00 31,00 19 Perkiraan permukaan terbuka (m) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 20 delta E -7,74 -6,27 -7,51 -7,90 -2,49 -1,10 0,95 -3,30 0,00 -6,25 -5,25 -9,77 21 Limited Evapotranspirasi (El) 78,13 75,88 82,60 79,67 64,78 56,25 46,45 69,25 60,39 84,31 80,32 84,90 Perhitungan Water Balance 22 CH bulanan 654,50 473,40 562,70 364,60 190,80 163,70 36,40 185,70 184,50 84,80 459,40 497,20 3857,70 23 CH - El 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 -10,05 116,45 124,11 0,49 379,08 412,30 2994,77 24 Soil storage 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -10,05 0,00 0,00 0,49 0,00 0,00 -9,56 25 Soil moisture 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 139,95 150,00 150,00 150,49 150,00 150,00 1790,44 26 Water surplus (Ws) 576,37 397,52 480,10 284,93 126,02 107,45 0,00 116,45 124,11 0,00 379,08 412,30 3004,33 Run Off dan Groundwater Storage 0,00 27 Faktor infiltrasi (k) 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 4,20 28 Infiltrasi (I) 201,73 139,13 168,04 99,72 44,11 37,61 0,00 40,76 43,44 0,00 132,68 144,31 1051,52 29 Koefisien aliran tanah (K) 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 6,47 30 Storage volume (Vn) 252,34 195,38 197,69 145,93 85,02 58,69 20,54 38,55 46,92 16,42 107,84 148,79 1314,11 172,861 79,48 -56,96 2,31 -51,76 -60,91 -26,32 -38,15 18,01 8,37 -30,50 91,42 40,95 -24,07 31 Base flow (Bn) 122,25 196,09 165,73 151,48 105,02 63,93 38,15 22,75 35,07 30,50 41,26 103,36 1075,59 32 Direct Run Off (DRO) 374,64 258,39 312,07 185,20 81,91 69,84 0,00 75,69 80,67 0,00 246,40 268,00 1952,82 33 Run Off (Qn) 496,89 454,48 477,80 336,69 186,93 133,77 38,15 98,44 115,74 30,50 287,66 371,36 3028,40 Ilustrasi sistem akifer Ilustrasi Tabel perhitungan Water Balance air meteorik (Wbal1) Ilustrasi perhitungan Water Budget (Wbud1) Water demand = potensi water supply (air permukaan, air hujan, airtanah) 2 Citra satelit
8. Komparasi kondisi sebelum dan sesudah terbangun Apartemen Senayan Blok Plasa Senayan Blok Plasa Senayan Blok Plasa Senayan Ilustrasi sistem akifer 2 Water Demand < Potensi Water Supply Ilustrasi sistem akifer Water Demand < / >/ = Potensi Water Supply Water Demand < / >/ = Potensi Water Supply Water Demand < Potensi Water Supply Ilustrasi Tabel perhitungan Water Balance (Wbal1) Ilustrasi perhitungan Water Budget (Wbud1) Ilustrasi Tabel perhitungan Water Balance (Wbal0) Ilustrasi Tabel perhitungan Water Budget (Wbud0) Bentuk teknologi: 1. Artificial recharge 2. Artificial storage and recovery Zero Artificial Run-Off
9. Penutup Pertanyaan dapat disampaikan via: Surel: d_erwin_irawan at yahoo dot com Twitter: @dasaptaerwin Untuk pengembangan dapat mengunjungi: Blog Dasapta Erwin Irawan