Air tanah

Air tanah adalah semua air yang berada di dalam ruang batuan dasar yang mengalir secara alami ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan. Sumber utama dari air tanah yaitu air hujan yang meresap ke dalam tanah. Peresapan air hujan ini terjadi selama pengaliran air hujan ke laut atau ke aliran sungai. Jumlah resapan air ke dalam tanah ditentukan oleh faktor ruang, waktu, kecuraman lereng, bahan penyusun permukaan tanah dan jenis serta banyaknya vegetasi dan curah hujan. Peran utama air tanah adalah sebagai sumber daya alam terbarukan dan sumber daya air yang menyediakan pasokan air untuk memenuhi berbagai keperluan manusia. Perilaku masyarakat dalam memanfaatkan dan memelihara sanitasi lingkungan sangat mempengaruhi kondisi air didalam tanah.

Pembentukan

Pembentukan alami 
Air tanah sebagian besar berasal berasal dari resapan air hujan ke dalam tanah dan menjadi bagian dari air tanah. Secara perlahan, air hujan mengalir ke laut. Dalam perjalanannya menuju ke laut, air hujan meresap ke dalam tanah atau bergabung dengan aliran sungai di permukaan tanah. Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan mengalami pergerakan ke bawah. Pergerakan air akan berhenti saat mencapai lapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit. Kondisi ini membuat air tertahan dan terkumpul. Lapisan tanah yang tidak dapat ditembus oleh air disebut lapisan impermeabel, sedangkan lapisan yang dapat ditembus air disebut lapisan permeabel.

Air tanah mempunyai kandungan zat-zat kimia yang bervariasi, tergantung keadaan tanah dan kondisi geografis daerahnya. Air tanah pegunungan berkapur umumnya mempunyai derajat kesadahan yang tinggi (>18°), karena terlarutnya garam-garam kalsium dan magnesium didalamnya. Air pegunungan mempunyai kadar iod yang sangat rendah, jika dikonsumsi terus-menerus sebagai air minum dapat menimbulkan terjadinya penyakit gondok dan kretin.Air tanah dari daratan rendah pantai menjadi asin rasanya pada musim kemarau.

Perbedaan jenis tanah mempengaruhi kedalaman permukaan air tanah. Contohnya di daerah gurun kedalamannya bisa mencapai 50 meter atau lebih, sehingga jarang tumbuh-tumbuhan yang hidup di situ karena akar tumbuhan tidak mampu menjangkau permukaan air. Penyebab lainnya adalah faktor musim. Pada musim kemarau permukaan air tanah akan lebih dalam jika dibandingkan pada musim penghujan.

Pembentukan buatan 
Air tanah dapat dibentuk melalui pembuatan sumur resapan. Air hujan yang pada dasarnya merupakan air bersih dialirkan ke dalam tanah melalui sumur resapan. Sisa air hujan yang tidak diresapkan kemudian dialirkan dan dibuang ke laut. Tujuan pembuatan sumur resapan adalah untuk mengurangi aliran air permukaan yang dapat menyebabkan banjir. Pembuatan sumur resapan merupakan bentuk perlindungan sipil dalam bentuk bangunan sederhana. Sumur resapan berfungsi untuk menampung, menahan dan meresapkan air permukaan ke dalam penyimpan air di dalam tanah. Pembangunan sumur resapan meningkatkan jumlah dan posisi muka air tanah sehingga air hujan dapat meresap ke dalam tanah menjadi air tanah. Pembuatan sumur resapan juga berperan dalam melestarikan sumber daya air tanah serta memperbaiki kualitas lingkungan dan membudayakan kesadaran lingkungan. Pembentukan air tanah melalui sumur resapan dapat membantu menanggulangi kekurangan air bersih, menjaga kesetimbangan air di dalam tanah dalam sistem akuifer pantai, dan mengurangi limpasan permukaan dan erosi tanah.

Jenis

Berdasarkan letak dan kondisi lapisan tanah 
Berdasarkan letak dan kondisi lapisan tanahnya, air tanah dapat dibedakan menjadi:

 Air tanah freatis, merupakan air tanah yang berada di lokasi yang dangkal. Letaknya di antara air permukaan dan lapisan kedap air. 
 Air tanah artesis, merupakan air tanah yang berada di tempat yang dalam. Letaknya di antara lapisan akuifer dan lapisan batuan kedap air. 
 Air tanah meteorit, merupakan air tanah yang terbentuk dari proses presipitasi hujan dari awan yang mengalami kondensasi campuran debu meteorit. 
 Air tanah baru, merupakan air tanah yang terbentuk karena intrusi magma di dalam bumi karena intrusi magma. Bentuknya berupa geiser.

Berdasarkan asal mula 
Berdasarkan asal mula pembentukan airnya, air tanah dibedakan menjadi:

 Air meteorik, merupakan air yang berasal dari atmosfer. Jenis air ini telah mencapai zona kejenuhan secara langsung maupun tidak langsung maupun tidak langsung.
 Air juvenil, merupakan air tambahkan dari kerak bumi yang dalam pada zona kejenuhan. Jenis air juvenil meliputi air magmatik, air gunung api dan air kosmik.
 Air diremajakan, merupakan air yang dikeluarkan dari siklus hidrologi oleh pelapukan untuk sementara waktu. Pembentukan ulang siklus dilakukan melalui proses-proses metamorfisme, pemadatan atau proses-proses yang mirip.
 Air konat, merupakan air yan mulanya terjebak pada beberapa batuan sedimen atau gunung. Selama terjebak, air ini mengalami mineralisasi sehingga mempunyai salinitas yang lebih tinggi daripada air laut.

Berdasarkan pengembangan sumber daya air 
Berdasarkan pengembangan sumber daya airnya, air tanah dibedakan menjadi:

 Air tanah dataran aluvial, merupakan air tanah yang terbentuk karena pengaruh ketebalan, penyebaran dan permeabilitas dari akuifer yang terbentuk dalam alluvium dan diluvium yang mengendap dalam dataran. Jenis air tanah dataran aluvial terbagi atas air susupan, air tanah di lapisan yang dalam, dan air tanah sepanjang pantai.
 Air tanah di dalam kipas detrital, merupakan air tanah yang terbentuk dari hasil endapan kipas detrital. Jenisnya terbagi atas endapan di atas kipas, dan di bagian ujung bawah kipas. Endapan di atas kipas merupakan lapisan pasir dan kerikil yang tidak terpilih, sedangkan endapan yang menuju ke arah ujung bawah kipas cenderung tersusun oleh lempung.
 Air tanah di dalam teras diluvial, merupakan air tanah hasil pembentukan endapan di dalam teras diluvial yang agak tebal. Pembentukan air tanah ditentukan oleh keadaan bahan dasar dan daerah pengaliran dari teras. Letak air tanah ini berada pada lembah yang memiliki akuifer yang tebal dan biasanya terdapat mata air pada batuan dasar yang dangkal. Pengisian air menjadi besar jika teras diluvial terhubung dengan gunung api dan endapannya juga terhubung dengan endapan kasar gunung api.
 Air tanah di kaki gunung api, merupakan air tanah yang terbentuk di kaki gunung api yang memiliki topografi dan geografi yang khas. Pembentukan air tanah terjadi jika curah hujan tinggi dan terdapat banyak ruang pada celah-celah gunung api. Celah yang luas membentuk air tanah dalam jumlah yang banyak dan dapat membentuk mata air di ujung teras. Air tanah dapat melewati sepanjang lembah jika di dasar aliran lava banyak terdapat retakan dan ruang.
 Air tanah di zona retakan, merupakan air tanah yang terbentuk pada lapisan-lapisan tanah tersier. Ciri lapisan tanah yang mampu membentuk air tanah ini yaitu memiliki kepadatan yang tinggi dan porositas yang kecil antarbutir tanah.

Sirkulasi 

Lapisan di dalam bumi yang dengan mudah dapat membawa atau menghantar air disebut lapisan pembawa air, pengantar air atau akufir, yang biasanya dapat merupakan penghantar yang baik yaitu lapisan pasir dan kerikil, atau di daerah tertentu, lava dan batu gampil.

Penyembuhan atau pengisian kembali air yang ada dalam tanah itu berlangsung akibat curah hujan, yang sebagian meresap kedalam tanah, bergantung pada jenis tanah dan batuan yang mengalasi suatu daerah curah hujan meresap kedalam bumi dalam jumlah besar atau kecil, ada tanah yang jarang dan ada tanah yang kedap. Kesarangan (porositip) tidak lain ialah jumlah ruang kosong dalam bahan tanah atau batuan, biasanya dinyatakannya dalam persen. bahan yang dengan mudah dapat dilalaui air disebut lulus. Kelulusan tanah atau batuan merupakan ukuran mudah atau tidaknya bahan itu dilalui air. Pasir misalnya, adalah bahan yang lulus air melewati pasir kasar dengan kecepatan antara 10 dan 100 sihosinya. Dalam lempeng, angka ini lebih kecil, tetapi dalam kerikil lebih besar.

Zona 
Keberadaan air tanah terbagi menjadi dua zona yaitu zona tak jenuh air dan zona jenuh air. Pada zona tak jenuh air, air tanah berkumpul dengan air tak jenuh pertengahan dan air kapiler. Sedangkan pada zona jenuh air hanya terdapat air tanah. Pembatasan zona bergantung kepada potongan irisan tanah. Sebagian besar daerah air tanah pada zona tak jenuh air digunakan untuk keperluan pertanian sebagai sumber air untuk tanaman. Keberadaan air tanah di dalam zona tak jenuh air dapat menghilang karena adanya transpirasi dari tanaman, evaporasi, dan perkolasi ketika air mulai jenuh. Kedalaman zona air tanah antara 0,91 meter hingga 9,1 meter dan bergantung kepada jenis tanah dan vegetasi yang terbentuk. Zona tak jenuh air  terbentuk karena dari pergerakan antar molekul-molekul sehingga ada daya kapilaritas yang melawan gaya gravitasi. Kecenderungan gerakan molekul adalah mengisi air tanah pada lapisan permukaan dari masing-masing partikel tanah. Pada ruang-ruang kecil, daya kapilaritas mengisi air di antara partikel-partikel tanah. Keberadaan gaya gravitasi menimbulkan perkolasi ketika kapasitas air tanah karena daya kapilaritas sudah penuh.

Di bawah zona air tanah tak jenuh terdapat zona tak jenuh air pertengahan. Air tanah pada zona ini bergerak ke bawah, tetapi sebagian ada yang tertahan tetapi tidak dapat diambil. Pada daerah lembah yang basah, zona ini sangat sulit ditemukan. Keberadaan zona ini hanya ditemukan pada daerah kering. Hanya sedikit air tanah yang mampu mencapai muka air tanah karena perkolasi aliran dari air tanah pada zona tak jenuh air.

Di bagian bawah zona tak jenuh air pertengahan terdapat air kapiler. Pada zona ini, air dapat naik ke atas karena adanya gaya kapiler. Ukuran butiran tanah menjadi penentu besarnya pipa kapiler yang memberikan gaya tekan ke atas. Pada sedimen kasar, kapilaritas tidak efektif tetapi air dapat naik hingga ketinggian 3 meter. Pada sedimen halus, air kapiler mengalami kejenuhan dan gaya fisik cairan sama dengan muka air di bawahnya. DI bawah air kapiler terdapat zona jenuh air yang dibatasi oleh muka air tanah. Perembesan muka air tanah hanya merembes ke jarak yang pendek ke zona jenuh air. Pada sumur, perembesan muka air tanah diperkirakan melalui elevasi air permukaan pada sumur. Jika air tanah mengalir secara horizontal, muka air tanah sangat terkait dengan elevasi muka air pada sumur. Perubahan bentuk aliran dan elevasi muka air dapat terjadi pada sumur.

Cekungan Air Tanah (CAT) 

Adanya krisis air akibat kerusakan lingkungan, perlu suatu upaya untuk menjaga keberadaan/ketersediaan sumber daya air tanah salah satunya dengan memiliki suatu sistem monitoring penggunaan air tanah yang dapat divisualisasikan dalam data spasial dan atributnya. Dalam Undang-undang Sumber Daya Air, daerah aliran air tanah disebut Cekungan Air Tanah (CAT) yang didefinisikan sebagai suatu wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbunan, pengaliran dan pelepasan air tanah berlangsung.

Menurut Danaryanto, dkk. (2004), CAT di Indonesia secara umum dibedakan menjadi dua buah yaitu CAT bebas dan CAT tertekan. CAT ini tersebar di seluruh wilayah Indonesia dengan total besarnya potensi masing-masing CAT adalah:
 CAT Bebas: Potensi 1.165.971 juta m³/tahun
 CAT Tertekan: Potensi 35.325 juta m³/tahun
Elemen CAT adalah semua air yang terdapat di bawah permukaan tanah, jadi seakan-akan merupakan kebalikan dari air permukaan.

Fenomena

Mata air 
Mata air dapat dibedakan berdasarkan proses munculnya ke permukaan tanah menjadi dua jenis. Pertama, mata air yang timbul akibat gaya gravitasi, sedangkan yang kedua ialah mata air yang berasal dari air tanah dalam. Mata air muncul ke permukaan tanah secara alami dan membentuk tempat air. Kemunculan mata air terjadi pada suatu titik atau suatu area kecil sebagai hasil pelepasan air dari akuifer ke permukaan tanah. Pelepasan air ini membentuk aliran air yang keluar dari dalam tanah menuju ke permukaan tanah. Sumber aliran tersebut dapat bersumber dari air tanah dangkal maupun dari air tanah dalam. Pembentukan mata air dimulai dari peresapan air permukaan ke dalam tanah menjadi air tanah. Air tanah kemudian mengalir melalui retakan dan atau celah di dalam tanah sehingga membentuk aliran bawah tanah. Saat akuifer berada dalam jumlah yang terbatas, aka timbul tekanan di dalam tanah yang menyebabkan kemunculan mata air ke permukaan tanah. Mata air banyak ditemukan di sepanjang alur sungai pada lembah yang cukup dalam. Pembentukan mata air ini disebabkan adanya zona permukaan freatik yang terpotong. Sedangkan pada daerah dengan letak air tanah yang sangat dalam, sulit terbentuk mata air.

Kerusakan sumber air 

Kerusakan sumber daya air tidak dapat dipisahkan dari kerusakan di sekitarnya seperti kerusakan lahan, vegetasi dan tekanan penduduk. Ketiga hal tersebut saling berkaitan dalam memengaruhi ketersediaan sumber air. Kondisi tersebut di atas tentu saja perlu dicermati secara dini, agar tidak menimbulkan kerusakan air tanah di kawasan sekitarnya. Beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya permasalahan adalah:
 Pertumbuhan industri yang pesat di suatu kawasan disertai dengan pertumbuhan pemukiman penduduk akan menimbulkan kecenderungan kenaikan permintaan air tanah.
 Pemakaian air beragam sehingga berbeda dalam kepentingan, maksud serta cara memperoleh sumber air.
 Perlu perubahan sikap sebagian besar masyarakat yang cenderung boros dalam penggunaan air serta melalaikan unsur konservasi.
Air tanah juga dapat diartikan semua air yang berapa di bawah permukaan tanah merupakan air tanah.

Kegunaan 
Air tanah yang cukup tinggi relatif berada di permukaan air sungai. Kemunculannya ke atas permukaan tanah dalam bentuk rembesan atau mata air yang disebut sebagai aliran dasar. Manusia memanfaatkan aliran dasar ini untuk memelihara aliran sungai dalam daerah aliran sungai selama periode musim kemarau. Selain itu, air tanah merupakan sumber air bersih yang utama bagi kepentingan umat manusia. Masyarakat perkotaan menggunakan air tanah untuk keperluan sehari-hari. Air tanah diperoleh melalui sumur gali dan sumur bor di daerah lapisan penyimpan air. Masyarakat menggunakan air tanah untuk keperluan rumah tangga, kegiatan industri dan pertanian.

Air tanah merupakan salah satu sumber daya air. Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri. Di beberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.

Permasalahan 

Air tanah, khususnya untuk pemakaian rumah tangga dan industri, di wilayah urban dan dataran rendah memiliki kecenderungan untuk mengandung kadar besi atau asam organik tinggi. Hal ini bisa diakibatkan dari kondisi geologis Indonesia yang secara alami memiliki deposit Fe tinggi terutama di daerah lereng gunung atau diakibatkan pula oleh aktivitas manusia. Sedangkan air dengan kandungan asam organik tinggi bisa disebabkan oleh adanya lahan gambut atau daerah bakau yang kaya akan kandungan senyawa organik. Ciri-ciri air yang mengandung kadar besi tinggi atau kandungan senyawa organik tinggi bisa dilihat sebagai berikut:

 Air mengandung zat besi
Air dengan kandungan zat besi tinggi akan menyebabkan air berwarna kuning. Pertama keluar dari kran, air tampak jernih namun setelah beberapa saat air akan berubah warna menjadi kuning. Hal ini disebabkan karena air yang berasal dari sumber air sebelum keluar dari kran berada dalam bentuk ion Fe2+, setelah keluar dari kran Fe2+ akan teroksidasi menjadi Fe3+ yang berwarna kuning.
 Air kuning permanen
Air kuning permanen biasanya terdapat di daerah bakau dan tanah gambut yang kaya akan kandungan senyawa organik. Berbeda dengan kuning akibat kadar besi tinggi, air kuning permanen ini sudah berwarna kuning saat pertama keluar dari kran sampai beberapa saat kemudian didiamkan akan tetap berwarna kuning.

Referensi

Daftar pustaka 

 

 
 
 

 
 

Air
Teknik hidrolika