materi 5 hidrogeologi (manajemen pertambangan & energi) stem akamigas
TRANSCRIPT
![Page 1: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/1.jpg)
PENGUJIAN AKUIFER
Metode TheisMetode Cooper – JacobMetode Recovery Cooper - Jacob
![Page 2: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/2.jpg)
Pengujian akuifer dilakukan pada aliran tak tunak (unsteady flow) radial. Aliran jenis terjadi pada saat pemompaan sumur artesis berlangsung sampai tercapai kondisi tunak dan saat pemompaan hihentikan / periode pemulihan (recovery)Pers. Aliran tak tunak 3-D untuk akuifer homogen dan isotropik dengan koordinat radial adalah :
th
TS
rh
rrh
1
2
2
dimana : S = Koefisien tampungan T = Transmisivitas hidraulis (m2/hari)
………………………..(1)
![Page 3: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/3.jpg)
Metode Theis
......!44!33!22
ln5772,0)(432
uuuuuuW
Theis memberikan penyelesaian pers. (1) untuk luas akuifer :
u
u
duue
TQs4
tTSru
4
2dimana :
………………………..(2)
………………………..(3)
W(u) Fungsi sumur (Well Function)
Fungsi sumur, W(u) dapat dihitung dengan pers. :
![Page 4: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/4.jpg)
Atau secara umum dapat ditulis sbb :
!)1(ln5772,0)( 1
iiuuuuWi
i
………………..
(4)
Pers. (3) :tTSru
4
2
dapat juga ditulis sbb : uST
tr 42
Jika pers. (2) dibagi pers. (5) diperoleh :
uST
tr
uWTQs
4
)(4
2
uuW
TQS
trs )(
16 22
…………………..(6)
…………………..(5)
![Page 5: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/5.jpg)
Dari pers. (11) dapat disimpulkan bahwa :
trs2 u
uW )(SERUPA DENGAN
Maka kurva hubungan antara s – r2/t dan kurva W(u) – u mempunyai bentuk yang sama atau dapat berimpit.
![Page 6: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/6.jpg)
Kurva Hubungan W(u) dan u
Well Function W(u) - u
0.1
1
10
100
1.E-
10
1.E-
09
1.E-
08
1.E-
07
1.E-
06
1.E-
05
1.E-
04
1.E-
03
1.E-
02
1.E-
01
1.E+
00
u
W(u
)
![Page 7: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/7.jpg)
Contoh soal :Sebuah sumur pompa menembus aquifer tekan dan dipompa dengan debit konstan Q = 1026,32 m3/hari. Selama waktu pemompaan ini, pada sebuah sumur pengamatan yang berjarak r = 57,89 m dari sumur pompa diamati penurunan muka airnya yang disajikan dalam Tabel 1. Hitung nilai Transmisivitas (T) dan koefisien tampungan (S) dari aquifer tersebut dengan Metode Theis.
![Page 8: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/8.jpg)
t s(menit) (m)
0 0.0005 2.9686 3.0507 3.2508 3.3459 3.486
10 3.52112 3.59214 3.62716 3.73318 3.76820 3.83625 3.87330 4.014
Tabel 1. Penurunan muka air di sumur pengamatan
t s(menit) (m)
35 4.03040 4.04345 4.26150 4.26155 4.19060 4.20270 4.21480 4.22690 4.226100 4.300120 4.402150 4.500180 4.683
![Page 9: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/9.jpg)
t r2/t s(menit) (m2/menit) (m)
0 - 0.0005 670.250 2.9686 558.542 3.0507 478.750 3.2508 418.907 3.3459 372.361 3.48610 335.125 3.52112 279.271 3.59214 239.375 3.62716 209.453 3.73318 186.181 3.76820 167.563 3.83625 134.050 3.87330 111.708 4.014
t r2/t s(menit) (m2/menit) (m)
35 95.750 4.03040 83.781 4.04345 74.472 4.26150 67.025 4.26155 60.932 4.19060 55.854 4.20270 47.875 4.21480 41.891 4.22690 37.236 4.226
100 33.513 4.300120 27.927 4.402150 22.342 4.500180 18.618 4.683
Penyelesaian : Diketahui Q = 1026,32 m3/hari
R = 57,89 m
![Page 10: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/10.jpg)
Selanjutnya kurva s – r2/t digambarkan pada kurva W(u) – u :
Kurva W(u) -u dan r2/t - s
0.1
1
10
100
1E-10
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
0.001
0.01
0.1
1 10 100
1000W
(u)
-
s
s - r2/t
W(u) - u
Dari kurva di atas, ternyata 2 kurva tsb belum berimpit karena nilai r2/t > u sedangkan s < W(u)
u – r2/t
![Page 11: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/11.jpg)
agar kurva berimpit, maka dengan coba-coba diperoleh nilai r2/t dibagi 106 sedangkan nilai s dikalikan 2,3
Kurva W(u) -u dan r2/t - s
0.1
1
10
100
1E-10
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
0.001
0.01
0.1
1
u - (r2/t)
W(u
)
- s
![Page 12: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/12.jpg)
Sehingga :untuk sebuah titik sembarang pada kurva yang berimpit, misalnya Titik A dengan nilai W(u) = 10 dan u = 1.10-4 maka nilai s = 10/2,3 = 4,348 m dan r2/t = 1.10-4 x 106 = 102 m2/menit = 144000 m2/hari
suWQT
4
)(
truTS 2
4
= 187,829 m2/hari348,44
1032,1026
= 5,217.10-7144000
10.1829,1874 4
![Page 13: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/13.jpg)
METODE COOPER - JACOB- Metode ini umumnya dikenal
dengan nama Metode Jacob
- Merupakan penurunan dari Metode Theis
- Digunakan untuk nilai u kecil (u<0,01)
![Page 14: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/14.jpg)
Persamaannya :
tTSr
TQs
4ln5772,0
4
2
tTSre
TQ
4lnln
4
25772,0
SreTt
TQ
2
5772,04ln4
![Page 15: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/15.jpg)
jadi :
SrtT
TQs 2
25,2ln4
SrtT
TQs 2
25,2log4
3,2
Dalam bentuk log dapat dituliskan sebagai :
Pada waktu t = to, penurunan muka airtanah s = 0, maka :
025,2
log4
3,22
SrtT
TQ o
1
25,22
SrtT o
![Page 16: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/16.jpg)
Maka :
2
25,2rtT
S o
Selisih dua pengukuran penurunan muka airtanah (s) :
SrtT
SrtT
TQss 2
22
121
25,2log
25,2log
43,2
2
1log4
3,2tt
TQs
![Page 17: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/17.jpg)
Jika nilai : maka :1log2
1
tt
TQs
43,2
Sehingga :
sQT
4
3,2
![Page 18: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/18.jpg)
Langkah-langkah perhitungan :
1. Dari data pemompaan (hubungan antara s dan t) dibuat kurva linier dengan s sebagai sumbu Y dan t sebagai sumbu X,
2. Kurva memotong sumbu X, diperoleh to
3. Hitung s dengan mengambil nilai t2 = 10.t1.
Misalnya t1 = 1 s = s1
t2 = 10 s = s2
4. Hitung nilai T dengan rumus :
5. Hitung nilai S dengan rumus :
s = s2 – s1
2
25,2rtT
S o
sQT
4
3,2
![Page 19: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/19.jpg)
Contoh Soal :Sebuah sumur pompa menembus aquifer tekan dan dipompa dengan debit konstan Q (m3/hari). Selama waktu pemompaan ini, pada sebuah sumur pengamatan yang berjarak r (m) dari sumur pompa diamati penurunan muka airnya yang disajikan dalam tabel 3.1 dan 3.2. Hitung nilai Transmisivitas (T) dan koefisien tampungan (S) dari aquifer tersebut dengan Metode Cooper Jacob (Jacob I). Jika diketahui tebal aquifer tekan (D) adalah 15 m, hitung nilai Konduktivitas Hidraulis (K) dari aquifer tersebut.
![Page 20: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/20.jpg)
t s(menit) (m)
0.10 0.0400.25 0.0800.50 0.1300.70 0.1801.00 0.2301.40 0.2801.90 0.3302.33 0.3602.80 0.3903.36 0.4204.00 0.4505.35 0.5006.80 0.5408.30 0.5708.70 0.57010.00 0.60013.10 0.640
t s(menit) (m)
18.00 0.68027.00 0.74233.00 0.75341.00 0.77948.00 0.79359.00 0.81980.00 0.85595.00 0.873139.00 0.915181.00 0.935245.00 0.966300.00 0.990360.00 1.098480.00 1.123600.00 1.157728.00 1.215830.00 1.247
Tabel 2. Penurunan muka air di sumur pengamatan
![Page 21: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/21.jpg)
Kurva Penurunan Muka Airtanah Metode Jacob
s = 0,1378 ln (t) + 0,2620.000001
Kemiringan garis (m)
= 623.823 = 0.433
Kurva Penurunan Muka Air Tanah
y = 0.1378Ln(x) + 0.262R2 = 0.9913
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.1 1 10 100 1000t (menit)
s (m)
![Page 22: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/22.jpg)
Persamaan garis penurunan muka air : s = 0,1378 ln (t) + 0,262 t0 = 0.149375 menit s0 =0.000001
Kemiringan garis (m) s = 0.31721
T = 2,3 Q / (4s) S = 2,25 T.t0 / r2
= 2,3 * 1081,16 / (4) = 2,25 *0.433 * 0,1158 / (57,89)2
= 623.823 m2/hari = 4.118E-05 = 0.433 m2/menit
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.1 1 10 100 1000Dari kurva di atas dapat disimpulkan bahwa :
![Page 23: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/23.jpg)
METODE RECOVERY COOPER - JACOB
Memanfaatkan data pemulihan muka air sumur setelah pemompaan dihentikan,
Besarnya penurunan (s’) diukur dari elevasi muka airtanah sebelum pemompaan, disebut Penurunan Residual
Digunakan untuk menghitung nilai T sebagai pembanding nilai T yang diperoleh dari tes pemompaan awal.
![Page 24: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/24.jpg)
Grafik Recovery Cooper-Jacob:
Pemompaan
Pemulihan
tt’
s s’
t-henti
![Page 25: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/25.jpg)
-Penurunan Residual (s’) dapat dihitung dengan anggapan pemompaan diteruskan pada sumur dengan debit Q, dan sejak t henti dioperasikan pemompaan pada sumur dengan debit –Q (dimana Q – Q = 0 artinya pemompaan dihentikan)
-Selanjutnya t = t henti + t’
- Persamaannya :
)'(4
)(4
' uWTQuW
TQs
Pompa semula
Pompa baru
![Page 26: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/26.jpg)
Dalam bentuk lain dapat ditulis :
atau :
sehingga :
'4
ln5772,04
ln5772,04
'22
tTSr
tTSr
TQs
)'()(4
' uWuWT
Qs
'ln
4'
tt
TQs
2
1
)'(
)'(log
43,2'
tttt
TQs
![Page 27: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/27.jpg)
Nilai T diperoleh pada :
Sehingga :
1)'(
)'(log
2
1
tttt
'43,2sQT
![Page 28: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/28.jpg)
Langkah-langkah perhitungan :
1. Dari data pemompaan (hubungan antara s’ dan t) dibuat kurva linier dengan s sebagai sumbu Y dan t sebagai sumbu X,
2. Hitung s’ dengan mengambil nilai t2 = 10.t1.
Misalnya t1 = 1 s’ = s1
t2 = 10 s’ = s2
4. Hitung nilai T dengan rumus :
s’ = s2 – s1
'43,2sQT
![Page 29: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/29.jpg)
Contoh Soal :Sebuah sumur menembus aquifer tekan dipompa dengan debit konstan Q=106,32 m3/hari selama 205,26 menit. Setelah pemompaan dihentikan, pada sebuah sumur pengamatan yang berjarak r = 57,89 m dari sumur pompa diamati perubahan muka airnya yang disajikan dalam tabel berikut. Hitung nilai Transmisivitas (T) dari aquifer tersebut dengan Metode Recovery Cooper-Jacob. Jika diketahui tebal aquifer tekan (D) adalah 15 m, hitung nilai Konduktivitas Hidraulis (K) dari aquifer tersebut.
![Page 30: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/30.jpg)
t = t henti + t’ = 205,26 + t’
Dari grafik recovery Cooper-Jacob dapat disimpulkan bahwa nilai t merupakan akumulasi dari saat pemompaan dimulai sehingga dalam bentuk persamaan dapat ditulis sebagai :
Penyelesaian :
Untuk nilai t’ = 1 maka : t = 205,26 + 1 = 206,26 menit dan t/t’ = 206,26/1 = 206,26Selanjutnya hitungan ditabelkan.
![Page 31: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/31.jpg)
t' t/t' s'(menit) (m)
1 206.260 0.892 103.630 0.813 69.420 0.765 42.052 0.687 30.323 0.64
10 21.526 0.5615 14.684 0.4920 11.263 0.4530 7.842 0.3840 6.132 0.3460 4.421 0.2880 3.566 0.24100 3.053 0.21140 2.466 0.17180 2.140 0.14
Tabel analisa t/t’ dan s’ metode Recovery Cooper-Jacob :
![Page 32: MATERI 5 HIDROGEOLOGI (Manajemen Pertambangan & Energi) STEM Akamigas](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042509/58abcbf31a28ab68068b5df1/html5/thumbnails/32.jpg)
Kurva Recovery s' dan t/ t'
y = 0.1699Ln(x) + 0.0282R2 = 0.995
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.1 1 10 100 1000
t/t'
s' (m
)
T = 2,3 Q/(4s') = 2,3 x 1026.32/(4 x 0,39109)
= 479.9483 m2/hari
s’ = 0,39109