Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah, tepatnya di zona yang jenuh air atau disebut juga zona saturasi1. Air tanah merupakan sumber daya alam yang penting bagi kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya, karena dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti minum, mandi, cuci, irigasi, industri, dan lain-lain. Air tanah juga berperan dalam menjaga keseimbangan hidrologi dan ekosistem di bumi.
Proses Terbentuknya Air Tanah
Air tanah terbentuk dari proses infiltrasi air hujan atau air permukaan yang masuk ke dalam tanah melalui pori-pori atau celah-celah batuan2. Air yang masuk ke dalam tanah ini akan terus bergerak ke bawah hingga mencapai lapisan batuan yang tidak tembus air atau disebut juga lapisan impermeabel. Lapisan impermeabel ini akan menghambat pergerakan air lebih lanjut ke bawah, sehingga air akan terakumulasi di atasnya dan membentuk zona saturasi. Permukaan atas zona saturasi ini disebut muka air tanah atau water table3.
Karakteristik Batuan Reservoir Air Tanah
Batuan reservoir air tanah adalah batuan yang dapat menyimpan dan mengalirkan air tanah di dalamnya. Batuan reservoir air tanah harus memiliki dua karakteristik utama, yaitu porositas dan permeabilitas4.
- Porositas adalah ukuran dari ruang kosong atau rongga-rongga di antara butir-butir batuan. Porositas menentukan jumlah air yang dapat disimpan oleh batuan. Semakin besar porositas batuan, semakin banyak air yang dapat ditampungnya. Porositas dapat diukur dengan persentase volume rongga terhadap volume total batuan.
- Permeabilitas adalah kemampuan batuan untuk mengalirkan fluida (air atau minyak) di dalamnya. Permeabilitas menentukan seberapa mudah air bergerak dari satu titik ke titik lain di dalam batuan. Semakin besar permeabilitas batuan, semakin cepat aliran air di dalamnya. Permeabilitas dapat diukur dengan satuan Darcy.
Parameter dan Jenis-Jenis Akuifer
Akuifer adalah lapisan batuan reservoir air tanah yang dapat menghasilkan debit air yang ekonomis jika dibor. Akuifer memiliki beberapa parameter hidrogeologi yang penting untuk diketahui, yaitu:
- Transmisivitas adalah kemampuan akuifer untuk mengalirkan air secara horizontal melalui penampang tertentu. Transmisivitas bergantung pada permeabilitas dan ketebalan akuifer.
- Koefisien penyimpanan adalah perbandingan antara volume air yang dikeluarkan oleh akuifer per satuan luas permukaan saat muka air tanah turun satu satuan tinggi. Koefisien penyimpanan bergantung pada sifat elastisitas akuifer dan air.
- Gradien hidraulik adalah perbedaan tinggi muka air tanah antara dua titik yang berjarak horizontal tertentu. Gradien hidraulik menentukan arah dan kecepatan aliran air tanah.
- Potensiometrik adalah tinggi muka air tanah yang diamati pada sumur bor yang tidak dipengaruhi oleh pengambilan air. Potensiometrik menunjukkan tekanan hidrostatik atau tekanan hidraulik pada titik tertentu di dalam akuifer.
Berdasarkan hubungannya dengan lapisan impermeabel, akuifer dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu:
- Akuifer tertekan (confined aquifer) adalah akuifer yang terletak di antara dua lapisan impermeabel. Akuifer ini memiliki tekanan hidrostatik lebih besar dari tekanan atmosfer, sehingga jika dibor, muka air tanah akan naik di atas permukaan akuifer. Contoh akuifer tertekan adalah air artesis.
- Akuifer bebas (unconfined aquifer) adalah akuifer yang hanya dibatasi oleh satu lapisan impermeabel di bawahnya, sedangkan di atasnya berhubungan langsung dengan atmosfer. Akuifer ini memiliki tekanan hidrostatik sama dengan tekanan atmosfer, sehingga jika dibor, muka air tanah akan sama dengan permukaan akuifer. Contoh akuifer bebas adalah air sumur gali.
- Akuifer semibebas (semi-confined aquifer) adalah akuifer yang terletak di antara satu lapisan impermeabel dan satu lapisan semi-permeabel. Akuifer ini memiliki tekanan hidrostatik antara tekanan atmosfer dan tekanan tertekan, sehingga jika dibor, muka air tanah akan naik di antara permukaan dan dasar akuifer. Contoh akuifer semibebas adalah air subartesis.
Kualitas Air Tanah
Kualitas air tanah adalah ukuran dari kesesuaian air tanah untuk digunakan sesuai dengan tujuan tertentu. Kualitas air tanah dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti sumber, lingkungan, proses geologi, aktivitas manusia, dan lain-lain. Kualitas air tanah dapat dinilai berdasarkan beberapa parameter fisika, kimia, dan biologi.
- Parameter fisika meliputi warna, bau, rasa, suhu, kekeruhan, dan konduktivitas listrik. Parameter ini menunjukkan karakteristik fisik air tanah yang dapat dilihat, dirasakan, atau diukur secara langsung. Parameter ini juga dapat mempengaruhi parameter kimia dan biologi air tanah.
- Parameter kimia meliputi pH, kesadahan, alkalinitas, oksigen terlarut, karbon dioksida terlarut, besi terlarut, mangan terlarut, sulfat terlarut, klorida terlarut, nitrat terlarut, fosfat terlarut, dan logam berat terlarut. Parameter ini menunjukkan kandungan zat-zat kimia yang ada di dalam air tanah yang dapat mempengaruhi sifat-sifat kimia air tanah. Parameter ini juga dapat mempengaruhi kesehatan manusia dan makhluk hidup lainnya jika melebihi batas yang ditentukan.
- Parameter biologi meliputi bakteri koliform total, bakteri koliform fekal, bakteri patogen, virus, protozoa, jamur, alga, dan plankton. Parameter ini menunjukkan kandungan mikroorganisme yang ada di dalam air tanah yang dapat mempengaruhi sifat-sifat biologi air tanah. Parameter ini juga dapat menimbulkan penyakit atau infeksi jika melebihi batas yang ditentukan.
Kesimpulan
Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di zona saturasi. Air tanah terbentuk dari proses infiltrasi air hujan atau air permukaan yang masuk ke dalam tanah melalui pori-pori atau celah-celah batuan. Air tanah disimpan dan dialirkan oleh batuan reservoir air tanah yang memiliki porositas dan permeabilitas tertentu. Air tanah dapat diklasifikasikan menjadi akuifer tertekan, akuifer bebas, atau akuifer semibebas berdasarkan hubungannya dengan lapisan impermeabel. Air tanah memiliki kualitas yang dipengaruhi oleh berbagai parameter fisika, kimia, dan biologi.