AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/1 Di akhir pembelajaran , pelajar dapat menentukan pekali kebolehtelapan tanah di tapak dengan betulDi akhir unit ini, pelajar akan dapat : 1. menentukan kebolehtelapan tanah di tapak bagi keadaan Akuifer Tak Terkurung.2. menentukan kebolehtelapan tanah di tapak bagi keadaan Akuifer Terkurung.AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/216.0 PengenalanPada pendapat anda, adakah ujian-ujian yang dilakukan di makmal dapat mewakili parameter di tapak?Ya, mungkinyapadasesetengahtempat dan mungkin tidak pada sesetengah tempat. Ini kerana ujian-ujian kebolehtelapan di makmal, kadang-kadang tidak mewakili keadaan sebenar kerana beberapa sebab seperti beikut:a. Kerja-kerja untuk mendapatkan sampel tanah tidak terusik adalah sukar terutama bagi tanah berbutiran kasar.b. Memadatkansampeltanahkeketumpatanditapakjugabukanlah satu pekerjaan yang mudah.c. Kebolehtelapan tanah di tapak berbeza-beza, malahan susunan zarah juga berbeza-beza.Dalam ujian skala penuh, sebuah telaga dikorek. Kedalaman korekan hendaklah sehinggakeparas stratumtanahyangnilai pekali kebolehtelapannyahendak ditentukan. Air telagadipamkeluar padakadar yangtetap. Pengepamanair keluar menyebabkanair akanmengalir menujuketelagamelalui tanahtelap. Keadaanini menyebabkan aras air bumi menurun di seketiar kawasan yang terlibat daripada aras asal.Setelah keadaan stabil, aras air bumiditentukan pada dua lubang gerek. Kedua-dua lubang gerek harus terletak di dalamjejari pengaruh R.AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/3 R=3000 SmakskDi mana,Smaks= susutan aras maksimum (m) K=pekali kebolehtelapan tanah (m/s) Nilai k yang ditentukan di atas adalah nilai anggaran kasar sahaja.Nilai R di atas adalah untuk menentukan kedudukan lubang gerek. Data-data ini sudah mencukupi untuk memperolehi nilai k di tapak.Walau bagaimanapundata-data ini dipengaruhi olehaliranair bumi di tapak sama ada ia terkongkongatau sebaliknya. Caraini mahal tetapi perluuntukkerja-kerjapentingdanjugamemerlukan ketepatan.Untuk tujuanmodul ini anda hanya perlu tahu mengenai dua ujian yang selalu dilakukan di tapak iaitu ujianakuifer tak terkurung dan ujian Akuifer Terkurung sahaja. 16.1 Ujian Aliran Tak Terkurung.Rajah16.1, menunjukkankeadaanaliranmantapyangtelahdicapai apabila kadar kuantiti air qdipamkeluar dari telaga secara malar. Telaga dikorek sehingga menembusi sepenuhnya stratum tanah yang boleh telap. Aras air bumi dannilai kedalamantanahHditentukanterlebihdahulu. Jarakr1danr2bagi kedua-dua lubang gerek dari titik tengah telaga ditentukan dan aras air bumipada lubang gerek juga ditentukan ialah h1 dan h2.AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/4Rajah : 16.1 : Aliran tak terkurungMenurut Hukum Darcy;q=A k i,

=> A= 2 r h,=> i=drdhq=2,`

.|drdhk h r rq 2 = hk,`

.|drdhdh hk drrq. .2dh h krdr qhhrr 21212[ ]21ln2rrrq =1222hhhk]]]

[ ]]]]

2 2l n l n221221 2h hk r rqAIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/5]]]]

,`

.|12ln2 rr q=[ ]21222h hk( )] [/ l n21221 2h hr r qk (16.1)Contoh 16.1Satu lapisan pasir 9 m tebal terletak di atas lapisankalis air.Untuk mendapatakn pekali kebolehtelapan, satu ujian insitu dilakukan. Paras air bumi pada permukaan awal ialah 2 m di bawah permukaan tanah.Ia dipam keluar dari telaga dengankadar 3x10-3m3/ ssehinggaparasair menjadi stabil . Dualubang korekanyangterletak12.5mdan25m, masing-masingdari telagapamdan didapati parasairbumiadalah4.75mdan2.5mdari permukaaantanah. Kira pekali kebolehtelapan tanah tersebut.PenyelesaianAras air bumih1 h29mr1=12.5r2=25mAIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/6Anda boleh menyelesaikan masalah di atas dengan melakarkan pernyataan seperti lakaran di bawah.Diberi: q = 3 x 10-3 m3/sr1= 12.5 mr2 =25 mh1= 9 4.75 = 4.25mh2= 9.25 = 6.5 m k =] 25 . 4 5 . 6 [(25/12.5) ln 10 x32 2-3 = 2.743 x 10 5 m/s.Soalan 1Data berikut didapati daripada ujian telaga pam ke atas satu strata tanah yang mempunyai kedalaman15m. Airdipamkeluardaritelagapadakadar24.5 2.0m4.75m mm2.5mTak telapboleh telapAras bumitelagaq = 3 X 10-3m3/sA BJarak dari telaga(m)Susunan aras air(m)10.04.1250.00.5AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/7m3/jam.Dua lubang korekan dibuat di A dan B.Aras air mulanya diukur pada kedalaman2.45mdi bawahpermukaan. Tentukanpekali kebolehtelapan tanah tersebut.Soalan 2Satu lapisanpasir 10 mtebal terletak di atas lapisan kalis air. Untuk mendapataknpekali kebolehtelapan, satuujianin-situdilakukan. Parasair bumi padapermukaanawal ialah2.25mdi bawahpermukaantanah. Air dipam keluar dari telaga dengan kadar4 x 10-3 m3/s sehingga paras air menjadi stabil . Dua lubang korekan yang terletak 13.5 m dan 25 m, masing-masing dari telaga tadi dan didapati paras air bumi adalah 4.75 m dan 2.5 m masing-masing dari permukaaan tanah. Kira pekali kebolehtelapan tanah pasir tersebut.Jawapan 1Dari persamaan , ( )] [/ l n21221 2h hr r qkr1=10m, r2=50m, AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/8h1= 15 - 2.45 - 4.12=8.43 mh2= 15 - 2.45 0.5=12.05 mq= 24.5 m3/jam=s mx/60 605 . 243= s m x / 10 8055 . 633 Oleh itu( )] 43 . 8 05 . 12 [10 / 50 ln 10 8055 . 62 23xk = 4.703x 10-5 m/sJawapan 2Diberi: q= 4 X 10-3 m3/sr1 = 13.5 m , r2=25 mh1 = 10 -4.75= 5.25mh2 = 10 -2.5 = 7.5 m( )] [/ ln21221 2h hr r qk = ( )] 25 . 5 5 . 7 [5 . 13 / 25 ln 10 42 23x = 2.73 x 10-5 m/s16.2. Ujian Aliran Terkurung AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/9Ujian aliran terkurung dilakukan sekiranya lapisan boleh telap telah dihimpit oleh dua lapisan tanah yang tak boleh telap air.Aras air bumi tidak terletak di dalam lapisan boleh telap air.Di dalamakuifer sendiri, aliranair adalahmengufukdankadar aliranair di dalamnyalebihcepat daripadakadar aliranair yangmelalui lapisantanahdi atasnya. Ini bermakna, sebahagianbesardaripadaairyangdipamdari telaga adalah sebagai hasil daripada aliran air secara mengufuk di dalam akuifer. Rajah 16.2, menunjukkankeadaanaliranmantapyangtelahdicapai di dalamsebuah akuifer terkurungRajah: 16.2:Akuifer TerkurungMenurut Hukum Darcy;q=A k i=> A =2 r H=> i =dh/ dr q=2 r H k. dh/drAIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/10rHdr q 2=kdhHq 221rrrdr =k 21hhdhHq 2[ ]21lnrrr = k[ ]21hhhHq 2[ ]1 2ln ln r r =k[ h2 h1]Hq 2[ ] ) / ( ln1 2r r=k [ h2 h1] k= [ ]1 21 22) / ( lnh h Hr r q (16.2)Contoh 16.2 Satu lapisan pasir 6 m terletak di bawah lapisan tanah liat yang tebalnya 5 m dan lapisan pasir berada di atas lapisan batu shale. Untuk menentukan pekali keboletelapanpasir, satuujiantelaga pamdilakukan. Air dipamdari telaga dengan kadar 10 x 10-3m3/s. Dua lubang korekan dibuat dan didapati paras air bumi berada di paras 3 m dan 2 .5 m masing-masing di bawah permukaan tanah. Jarak diantara lubang korekan dengan telaga pam masing-masing adalah 15 m dan 30 m.Kira pekali kebolehtelapan pasir tersebut.PenyelesaianAnda boleh menyelesaikan masalah di atas dengan melakarkan pernyataan seperti lakaran di bawah.q=10 X 10-3 m3/sr1=15 mr2= 30 mAIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/11H=6 mh1 =(6 + 5) 3= 8 mh2 =(6 + 5) 2.5 = 8.5 mk = [ ]1 21 22) / ( lnh h Hr r q ( ) ( ) 8 5 . 8 6 2) 1 5 / 3 0 ( l n 1 0 1 03 xk = 3.677 x 10-4 m/s AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/12Soalan 1Satu ujian mengepam dijalankan ke atas stratum pasir menerusi sebuah telaga seperti rajah berikut.Pengepaman dilakukanpada kadar 15.6 m3/jam dan aras air bumi asal diukur pada kedalaman 2.45 m di bawah permukaan, tentukan pekali kebolehtelapan.AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/13Jawapan 1 r1=15.0m, r2=45.5 m h1=8.30+6.53-2.45-3.75=8.63 m h2=8.3+6.53- 2.45-0.82=11.56 m q =15.6m3/jam= saat mx/60 606 . 15 3 = 4.333x10-3m3/sk =[ ]1 21 22) / ( lnh h Hr r q = [ ] 63 . 8 56 . 11 ) 53 . 6 ( 2) 15 / 5 . 45 ( ln 10 333 . 43x = 4.0x 10 5m /s Ujikan kefahaman anda berkenaan pelajaran dalam unit ini dengan menjawab soalan-soalan berikut.AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/14Soalan 1Apakahperbezaan di antara keadaan ujian aliran takterkurungdanaliran terkurung di tapak ?Soalan 2Sebuahtelagadibinamelalui stratumpasir tumpat sedalam10msehingga kepada lapisan tanah liat yang mempunyai kebolehtepalan yang sangat rendah. Dua buah telaga cerapan dikorek dengan jarak 15 m dan 60 m dari telaga.Air di dalam telaga dan telaga-telaga cerapan pada permulaannya berada pada aras yang sama, iaitu 2.4 m ke bawah daripada bahagian atas telaga.Air di pam dari telaga sehingga mencapai keadaaan mantap.Kadar aliran air adalah pada 20 m3/jam.Aras air di dalam telaga cerapan (15 m dari telaga) turun sebanyak 1.95m, manakalatelagacerapan(60mdari telaga) turunsebanyak0.5m. Tentukan pekali kebolehtelapan tanah pasir ini.Soalan 3Sebuahtelagadibinamelalui stratumpasir sedalam10msehinggakepada lapisantanahliat yangmempunyaikebolehtelapan yang sangat rendah. Dua buah telaga cerapan dikorek dengan jarak 15 m dan 60 m dari telaga. Air di dalamtelagadantelaga-telagacerapanpadapermulaannyaberadapadaaras yang sama, iaitu 2.4m ke bawah daripada bahagian atas telaga.Air di pam dari telaga sehingga mencapai keadaaan mantap.Kadar aliran air adalah20 m3/jam.Aras air di dalam telaga cerapan (15 m dari telaga) turun sebanyak 1.95m, manakalatelagacerapan( 60mdari telaga) turunsebanyak0.5m. Tentukan pekali kebolehtelapan stratum pasir. Jawapan 1Ujian aliran tak terkurung di mana hanya terdapat dua jenis lapisan tanah iaitu AIR TANAH DAN KEBOLEHTELAPAN C3008/16/15lapisan boleh telap dan lapisan tak boleh telap, dan aliran air dalam tanah bebas bergerakdikawasanbolehtelap. Manakalaujianaliranterkurungdimana terdapat satu lapisan tanah yang boleh telap terhimpit oleh dua lapisan tak boleh telap (lapisan tanah yang mempunyai pekali kebolehtelapan sangat rendah) dan aliran air dalam tanah bebas bergerak di kawasan boleh telap.Jawapan 2k= 0.132 mm/sJawapan 3k= 0.169 mm/s