Hydraulic Head.docx

Elevasi muka airtanah (hydraulic head), kondulktivitas hidrolika (hydraulic conducivity) dan porositas efektif (effective porosity) mengontrol aliran airtanah, yang secara umum mengalir ke arah landaian hidrolia (hydraulic gradien) paling curam. Landaian hidrolia (hydraulic gradien) antara dua titik dalam akuifer merupakan beda antara hydraulic head dibagi dengan jarak antara kedua titik tersebut (Hudak, 2000). Elevasi muka airtanah (hydraulic head) merupakan energi mekanik persatuan berat total yang secara matematis merupakan penurunan dari jumlah ketiga komponen yakni energi kinetik, gravitasi dan tekanan fluida. Satuan hydraulic head adalah meter (m). Namun, karena kecepatan aliran airtanah dalam media porus dibawah landaian hidrolika alamiah rendah, maka komponen kecepatan dalam persamaannya ditiadakan. Sehingga elevasi muka airtana total (total head, h) hanya merupakan jumlah antara elevasi muka airtanah (head, z) dan tekanan head (head pressure, ℎ𝑝 ) (Fetter 2001).

Gambar. Elevasi muka airtana total (total head, h), elevasi muka airtanah (head, z) dan tekanan head (head pressure, ℎ𝑝 ) (Fetter, 2001).

Parameter yang diukur dilapangan yang dapat merepresentasikan hydraulic head adalah kedalaman muka airtanah dalam suatu pisometer (piezometer). Maka untuk memperoleh nilai head yang sebenarnya adalah dengan memperkurangkan eelevasi titik pengambilan data dengan kedalaman muka airtanah dititik tersebut. (Fetter, 2001). Dengan hanya mengetahui tiga elevasi muka airtanah (head) dari sumur-sumur, maka kontur dan aliran airtanah dapat ditentukan, sebagaimana diilistrasikan oleh gambar

Gambar. Penentuan kontur airtanah dan arah aliran airtanah dari nilai ketinggian muka airtanah di tiga sumur (Todd, 2005). Garis yang digambar mengikuti titik-titik dengan nilai eleevasi muka airtanah (groundwater head) atau groundwater potential yang sama disebut garis ekipotensial (equipotential line). Sedangkan garis yang tegak lurus terhadap garis ekipotensial disebut garis aliran (flow line) (Hiscock, 2005). Kedua set garis tersebut dapat dipetakan dalam dua dimensi, membentuk jejaring aliran (flow net). Flow net telah banyak digunakan dalam studi airtanah, salah satunya adalah untuk menggambarkan transsivitas mula-mula sebelum kalibrasi model dengan metode coba-coba (trial-and-eror) (Todd, 2005). Dua set garis (garis ekipotensial dan garis aliran) membentuk suatu pola ortogonal dengan luasan kecil, sebagaimana tampak pada gambar

Gambar. Porsi flow net yang dibentuk oleh garis aliran dan garis ekipotensial (Todd, 2005).

Berdasarkan Hiscock (2005), ketika mencoba menggambarkan jejaring aliran dua dimensi untuk media porus dengan metode coba-coba (trial-and-eror), mesti berdasarkan aturan-aturan berikut: 1) Garis aliran (flow line) dan garis ekipotensial (equipotential line) harus berpotongan pada sudut yang jelas di seluruh sistem aliran airtanah. 2) Garis ekipotensial (equipotential line) mesti berpotongan dengan batas yang impermeable pada sudut yang jelas menghasilkan aliran airtanah yang paralel dengan batas 3) Garis ekipotensial (equipotential line) mesti paralel terhadap batas yang memiliki muka air yang konstan (constant head boundary) menghasilkan alran airtanah yang tegak lurus terhadap batas. 4) Pada suatu layer, sistem aliran airtanah heterogen, rumus tangen mesti dipenuhi pada batas geologi.

Gambar. Aturan sederhana dalam merekonstruksi flow net untuk kasus (a) batas yang impermeable (impermeable boundary), (b) batas yang memiliki muka air yang konstan (constant head boundary) dan (c) batas muka airtanah (water-table boundary) (Hiscock, 2005). Hudak, P.F., 2001, Principles of Hydrogeology Second Edition, CRC Press LLC, 2001