HIDROGEOLOGI
Sistem penambangan yang banyak digunakan saat ini ada tiga
macam, yaitu sistem tambang terbuka, tambang bawah tanah, dan tambang bawah
laut. Pemilihan metode penambangan ini didasarkan pada kondisi Topografi,
Geologi, Endapan Bahan Galian dan nilai Ekonominya. Sistem penambangan yang
digunakan di Desa Karangsari, Kecamatan Semin, Kabupaten Gunung Kidul, Daerah
Istimewa Yogyakarta adalah sistem tambang terbuka dengan metode Quarry.
Hal ini dipilih karena kondisi bahan galian yang letaknya didekat permukaan
tanah sehingga sangat efektif jika menggunakan tambang terbuka.
Sistem tambang terbuka pada akhir penambangan akan menghasilkan
lubang bukaan penambangan, sehingga selama kegiatan penambangan akan menghadapi
kendala air terutama air hujan. Di daerah ini terdapat air tanah yang sangat
sedikit, sehingga bisa air tanah tidak mempengaruhi kegiatan tambang secara
signifikan. Oleh karena itu perlu dibuat rancangan penyaliran air tambang untuk
mengatasi masalah air yang berasal dari air hujan.
Salah satu ciri
utama tambang terbuka adalah adanya pengaruh iklim pada kegiatan penambangan.
Elemen-elemen iklim tersebut antara lain hujan, panas/temperatur,tekanan udara
dan lain-lain yang dapat mempengaruhi kondisi tempat kerja, yang selanjutnya
mempengaruhi produktivitas tambang. Oleh karena itu perlu dilakukan adanya
kajian hidrogeologi.
Agar
dalam melakukan kajian hidrogeologi dapat berjalan lancar dan tepat sasaran,
diperlukan kerangka kajian. Kerangka kajian ini sebagai acuan pelaksanaan
kajian di lapangan, terutama cakupan materi, data-data yang harus diambil,
urutan dan kaitan masing-masing aspek kajian serta hasil yang diperoleh. Secara
ringkas kerangka kajian mencakup :
1. Kajian Hidrologi
2. Kajian Hidrogeologi
3. Pengendalian Air
tambang
4. Perhitungan dimensi
saluran terbuka
5. Rancangan kolam
pengendapan
Diagram alir kerangka kajian hidrogeologi dapat
dilihat di halaman berikut :
Gambar 5.1
Kerangka Kajian Hidrogeologi Desa Karangsari,
Kecamatan Semin, Kabupaten Gunung Kidul,
Daerah Istimewa Yogyakarta
5.1
Kajian
Hidrologi
Pada umumnya proses – proses yang berkaitan dengan siklus air
merupakan hal yang periodik terhadap ruang dan waktu, yang tergantung pada
pergerakan bumi terhadap matahari dan rotasi bumi pada porosnya.
5.1.1.
Siklus Hidrologi dan Neraca Air
Di bumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 Milyard km3
air : 97,5 % adalah air laut, 1,75 % berbentuk es dan 0,73% berada di daratan
sebagai air sungai, air danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk
uap di udara. Air di bumi ini mengulangi terus menerus sirkulasi penguapan,
presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap ke udara dari
permukaan tanah dan laut, berubah menjadi awan sesudah melalui beberapa proses
dan kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan laut atau daratan.
Sebelum tiba ke permukaan bumi sebagian langsung menguap ke udara dan sebagian
tiba ke permukaan bumi. Tidak semua bagian hujan yang jatuh ke permukaan bumi
mencapai permukaan tanah. Sebagian akan tertahan oleh tumbuh-tumbuhan dimana
sebagian akan menguap dan sebagian lagi akan jatuh atau mengalir melalui dahan-dahan
ke permukaan tanah.
Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam
tanah (infiltrasi). Bagian yang lain merupakan kelebihan akan mengisi
lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang rendah,
masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang
mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanan ke laut sebagian akan menguap dan
kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah keluar kembali segera
ke sungai-sungai (disebut aliran intra=interflow). Tetapi sebagian besar akan
tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi
sedikit dalam jangka Waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah-daerah yang
rendah (disebut groundwater runoff = limpasan air tanah).
Jadi, sungai itu mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan
permukaan (surface runoff), aliran intra (interflow) dan limpasan
air tanah (groundwater runoff) yang akhirnya akan mengalir ke laut.
Singkatnya ialah : uap dari laut dihembus ke atas daratan (kecuali bagian yang
telah jatuh sebagai presipitasi ke laut), jatuh ke daratan sebagai presipitasi
(sebagian jatuh langsung ke sungai-sungai dan mengalir langsung ke laut).
Sebagian dari hujan atau salju yang jatuh di daratan menguap dan meningkatkan
kadar uap di atas daratan. Bagian yang lain mengalir ke sungai dan akhirnya ke
laut.
Sirkulasi yang kontinu antara air laut dan air daratan berlangsung
terus. Sirkulasi air ini disebut siklus hidrologi (hydrological cycle).
Sirkulasi air ini dipengaruhi oleh kondisi meteorology (suhu, tekanan,
atmosfer, angin, dan lain-lain) dan kondisi topografi; kondisi meteorologi
adalah faktor-faktor yang menentukan.
Gambar 5.2
Siklus Hidrologi
Dalam proses sirkulasi air, penjelasan mengenai hubungan
antara aliran kedalam (inflow) dan aliran keluar (outflow) di
suatu daerah untuk suatu periode tertentu disebut neraca air (water balance)
Umumnya, terdapat Hubungan keseimbangan sebagai berikut
:
P = D + E + G + M
Keterangan :
P = Presipitasi
D = Debit
E = Evapotransportasi
G = Penambahan (supply) air tanah
M = Penambahan kadar kelembaman tanah (moisture
content)
5.1.2.
Kondisi Hidrologi Daerah
Penyelidikan
Daerah penelitian di Desa Karangsari,
Kecamatan Semin,Kabupaten Gunung Kidul, Daerah Istimewa Yogyakarta memiliki
hujan tropis yang ditandai dengan adanya pergantian dua musim, yaitu musim
hujan dan musim kemarau. Musim hujan berlangsung dari
bulan November sampai dengan bulan Mei dengan curah hujan rata-rata berkisar
61,5 – 421 mm/bulan dan musim kemarau dari bulan Juni sampai dengan bulan
Oktober dengan curah hujan rata-rata berkisar antara 0 mm – 54,75 mm/bulan.
Temperatur udara berkisar antara 36◦C - 43◦C. Curah hujan
rata-rata per tahun yaitu 1317,25mm. Jumlah hari hujan rata-rata per tahun hanya 80 hari/tahun. Curah hujan
harian maksimum adalah 87,0 mm/hari.
5.1.3.
Curah Hujan
Curah hujan akan menunjukkan suatu
kecenderungan pengulangan. Sehubungan dengan hal tersebut, dalam analisis curah
hujan dikenal istilah periode periode ulang hujan(return of period), yang berarti kemungkinan periode terulangnya
suatu tingkat curah hujan tertentu. Satuan periode ulang adalah tahun.
Dalam perancangan suatu bangunan air atau
dalam hal ini adalah sarana penyaliran tambang, salah satu kriteria perancangan
adalah hujan rencana, yaitu curah hujan dengan periode tertentu atau curah
hujan yang memiliki kemungkinan akan terjadi sekali dalam suatu jangka waktu
tertentu. Data curah hujan yang diperoleh dari stasiun pengamatan hujan
merupakan data dapat digunakan secara langsung untuk perhitungan dalam analisis
curah hujan, dan dapat juga diolah terlebih dahulu dengan menggunakan metode
statistik.
Tabel 5.1 Data Curah Hujan Tahunan
Tahun
|
Curah Hujan (mm)
|
||||||||||||
Jan
|
Peb
|
Mar
|
Apr
|
Mei
|
Jun
|
Jul
|
Ags
|
Sep
|
Okt
|
Nov
|
Des
|
Total
|
|
2003
|
126
|
361
|
166
|
6
|
63
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
162
|
363
|
1247
|
2004
|
138
|
364
|
136
|
15
|
74
|
9
|
17
|
0
|
0
|
8
|
83
|
252
|
1096
|
2005
|
257
|
142
|
77
|
62
|
0
|
73
|
23
|
0
|
0
|
48
|
231
|
495
|
1408
|
2006
|
325
|
198
|
335
|
194
|
66
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
16
|
227
|
1361
|
2007
|
99
|
201
|
334
|
186
|
47
|
35
|
0
|
2
|
0
|
7
|
103
|
723
|
1737
|
2008
|
568
|
394
|
353,8
|
125
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
104
|
677
|
257,8
|
2480
|
2009
|
254
|
382
|
269
|
85,5
|
124
|
36
|
0
|
0
|
0
|
17
|
11,5
|
109
|
1288
|
Rata-2
|
252,43
|
291,71
|
238,69
|
96,21
|
53,43
|
21,86
|
5,71
|
0,29
|
0,00
|
26,29
|
183,36
|
346,68
|
|
Curah Hujan Rata-rata per Tahun
|
1517
|
Berikut adalah data curah
hujan bulanan pada tahun 2009 di Desa Karangsari:
TGL.
|
BULAN
|
|||||||||||
JAN
|
PEB
|
MAR
|
APR
|
MEI
|
JUN
|
JUL
|
AGT
|
SPT
|
OKT
|
NOP
|
DES
|
|
(
mm )
|
||||||||||||
1
|
0
|
6
|
5
|
5
|
11
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
2
|
15
|
2
|
0
|
3
|
0
|
20
|
14
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
26
|
3
|
0
|
0
|
4
|
5
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
8
|
29
|
4
|
5
|
0
|
16
|
11
|
18
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
33
|
5
|
0
|
0
|
1
|
10
|
3
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
6
|
0
|
19
|
15
|
10
|
11
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
7
|
0
|
20
|
4
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
8
|
6
|
1
|
10
|
25
|
14
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
9
|
2
|
87
|
0
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
22
|
10
|
6
|
5
|
21
|
10
|
6
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
6
|
30
|
11
|
0
|
0
|
1
|
10
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
12
|
0
|
12
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
7
|
23
|
13
|
0
|
4
|
3
|
13
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
14
|
42
|
2
|
1
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
15
|
0
|
15
|
25
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
17
|
16
|
12
|
47
|
1
|
11
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
33
|
17
|
0
|
0
|
5
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
14
|
18
|
0
|
5
|
0
|
11
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
5
|
12
|
19
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
2
|
93
|
20
|
3
|
14
|
4
|
11
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
21
|
7
|
0
|
0
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
22
|
2
|
1
|
1
|
38
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
7
|
0
|
23
|
25
|
6
|
3
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
28
|
24
|
0
|
0
|
0
|
6
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
5
|
4
|
25
|
7
|
6
|
41
|
2
|
13
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
8
|
3
|
26
|
9
|
0
|
10
|
12
|
12
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
30
|
27
|
0
|
5
|
0
|
10
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
6
|
10
|
28
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
10
|
29
|
12
|
1
|
7
|
0
|
12
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
12
|
15
|
30
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
3
|
|
31
|
1
|
1
|
3
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0,0
|
0
|
||
TOTAL
|
140
|
260
|
180
|
267
|
120
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
70
|
450
|
Sumber :
Kecamatan Semin
Tabel 5.2
Data Curah Hujan bulanan Tahun 2008
5.1.4.
Analisa Data Curah Hujan
Perhitungan Intensitas curah hujan :
Keterangan : I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
R24
= Curah Hujan harian maksimum (mm/hari)
t =
Waktu = 1 jam
mm/jam
Dengan Intesitas curah
hujan sebesar 30,482 mm/jam, maka bisa disimpulkan bahwa keadaan hujan di Desa Karangsari merupakan hujan sangat lebat
berdasarkan kriteria keadaan curah hujan dan intensitas curah hujan pada table
5.3 berikut
Keadaan Curah Hujan
|
Intensitas Curah Hujan
(mm)
|
|
1 jam
|
24 Jam
|
|
Hujan sangat ringan
|
< 1
|
< 5
|
Hujan Ringan
|
1-5
|
5-20
|
Hujan Normal
|
5-10
|
20-50
|
Hujan Lebat
|
10-20
|
50-100
|
Hujan sangat lebat
|
> 20
|
> 100
|
Tabel 5.3
Keadaan curah hujan dan
intensitas curah hujan
5.1.5.
Air Limpasan
Air limpasan (run off) adalah bagian curah hujan yang
mengalir di atas permukaan tanah menuju sungai, danau maupun laut (Asdak,
1995). Aliran tersebut terjadi karena air hujan yang mencapai permukaan tanah
tidak terinfiltrasi akibat intensitas hujan melampaui kapasitas infiltrasi atau
faktor lain, seperti kemiringan lereng, bentuk dan kekompakan permukaan tanah
serta vegetasi (Arsyad, 1989). Disamping itu, air hujan yang telah masuk ke
dalam tanah kemudian keluar lagi ke permukaan tanah dan mengalir ke bagian yang
lebih rendah (Sri Harto, 1985).
Daerah Gunung
Kidul merupakan daerah karst yang
banyak terdapat fracture, maka kapasitas
infiltrasi daerah ini termasuk tinggi sehingga air hujan akan dapat langsung
terinfiltrasi melalui bidang – bidang perlapisan, retakan – retakan, dan
porositas sekunder, sehingga debit air limpasan dapat diasumsikan minimal.
5.1.6.
Debit Air Limpasan
Metode yang dianggap baik untuk menghitung debit air limpasan puncak
(peak run off = Qp) adalah metode rasional (US Soil
Conservation Service, 1973 dalam Asdak, 1995).
Qp = 0,278 C I A (m3/detik)
Keterangan :
Qp : debit puncak (m3/detik)
C : koefisien air limpasan
I
: intensitas hujan (mm/jam)
A :
luas daerah DTH (km2)
Metode
rasional berasumsi bahwa intensitas curah hujan merata di seluruh DAS (daerah
aliran sungai) dengan lama hujan (durasi) sama dengan waktu konsentrasi. Waktu
konsentrasi adalah waktu perjalanan yang diperlukan oleh air dari tempat yang
paling jauh (hulu DAS) sampai ke titik pengamatan aliran air larian.
Koefisien air limpasan adalah (run off)
bilangan yang menunjukan perbandingan antara air limpasan dengan jumlah air
hujan. Sedangkan koefisien regim sungai (KRS) merupakan koefisien perbandingan
antara debit harian rata-rata maksimum dengan debit harian rata-rata minimum.
Secara makro evaluasi terhadap DAS dapat dilakukan dengan menghitung nisbah (ratio)
debit maksimum – minimum dari tahun ke tahun. Penentuan koefisien limpasan
dalam rancangan penyaliran tambang umumnya menggunakan the catchment average
volumetric run off coefficient. Faktor – factor yang berpengaruh antara
lain : kondisi permukaan tanah, luas daerah tangkapan hujan, kondisi tanah
penutup, dan lain-lain.
Debit air limpasan hasil perhitungan
adalah sebesar 0,3276m3/detik
5.2
Morfologi
5.2.1 Morfologi Daerah Wonosari
Daerah penambangan merupakan daerah perbukitan dengan ketinggian 360
m di atas permukan air laut.Geomorfologi yang dapat ditemukan pada kawasan
Formasi Wonosari yakni lembah, gua berstalaktit dan stalagmite, sungai bawah
tanah, doline, dan uvala. Ciri perbukitan pada kawasan tersebut yakni lereng
terjal, berbatu, dan memiliki kemiringan 15%, berbentuk kerucut, puncak
membulat, dan lapisan tanah penutup yang tipis.
5.2.2 Daerah
Tangkapan Hujan
Daerah
tangkapan hujan merupakan suatu luasan daerah dimana air cenderung mengumpul
dan menuju ke tempat tertentu. Daerah tangkapan hujan ini mempengaruhi jumlah
air limpasan yang mengalir pada suatu area tambang. Daerah tangkapan hujan ini
dipengaruhi oleh keadaan topografi suatu daerah, apakah itu bukit atau dataran.
Untuk daerah penyelidikan di Dusun Wonosari, Desa Jurangjero daerah tangkapan
hujan ini bisa dilihat dan ditentukan dari arah kemiringan lereng dimana air
mengarah ke dasar lereng atau sungai, sehingga untuk jenjang tambang yang
didasar lereng perlu memperhatikan air limpasan yang mengalir di jenjang
tersebut dan daerah-daerah lain yang dearah tangkapan hujannya menyentuh
jenjang tambang.
Kondisi daerah penambangan (mine area)
di Wonosari yang akan dibuka umumnya merupakan kawasan yang berpotensi sebagai
daerah tangkapan hujan. Luas Daerah Tangkapan Hujan Di Desa Wonosari sebesar 48.324,1292
m2
5.3
Kajian
Hidrogeologi
5.3.1 Geologi Daerah
Penyelidikan
Berdasarkan ciri batuan yang terdapat di daerah penyelidikan, batuan
dapat dikelompokkan menjadi batuan Pra – tersier dan batuan Tersier. Daerah
Gunung Kidul memiliki jenis batuan yang sangat variatif mulai dari jenis batuan
dengan umur tersier; adalah sekis, filit, marmer, kuarsit, dan sabak yang
berumur pra – tersier. Diatasnya dijumpai kelompok jiwo yang terdiri dari
Formasi Wungkal serta formasi batugamping dengan litologi konglomerat, batu
pasir, gamping foraminifera dan napal, secara tidak selaras diatasnya dijumpai
Formasi Kebo – Butak, dimana Formasi Kebo terdiri dari serpih, batu pasir dan
algomerat sementara pada formasi butak terdapat Formasi Semilir yang terdiri
dari breksi tufa pumis asam berumur meiosen awal. Formasi Wonosari tersusun
dari batugamping berlapis, batugamping massif, dan batugamping terumbu. Ciri
fisik yang spesifik pada formasi ini adalah porositas sekunder berupa rongga – rongga
yang terbentuk dari hasil pelarutan mineral – mineral kalsit maupun dolomit. Formasi ini kadang kadang menunjukkan
hubungan selaras di atas formasi Oyo.
5.3.2. Kajian
Kondisi Air tanah
Analisis kondisi air tanah di daerah
penambangan didasarkan pada pengamatan langsung dilapangan dan peta hidrogeologi.
Secara umum arah dan pola aliran air tanah didaerah penyelidikan dapat
dijelaskan sebagai berikut :
1. Arah
dan pola aliran air tanah bebas sangat dipengaruhi oleh kondisi topografi
daerah penyelidikan.
2. Arah dan
pola aliran air tanah tertekan lebih ditentukan oleh kondisi tekanan
pisometrik daerah tersebut.
Keberadaan air tanah pada operasi tambang
terbuka telah menjadikan salah satu faktor batasan penting terhadap tingkat
keberhasilan ekonomis awal dari suatu operasi penambangan. Semakin dalam
kemajuan penambangan tambang terbuka maka tingkat permasalahan air tanah akan
semakin sulit. Oleh karena itu perlu adanya sistem penyaliran yang baik.
Penyaliran diperlukan sebagai penunjang kelancaran dalam kegiatan penambangan.
Sistem penyaliran yang ada pada lokasi tambang terbuka dilaksanakan karena
akumulasi air di dalam tambang yang harus dikeluarkan.
Penyaliran pada tambang terbuka umumnya
dilakukan dengan cara Drainase, yang bertujuan untuk mencegah air agar
tidak masuk ke dalam area tambang yaitu dengan membuat parit bila topografi di daerahnya memungkinkan dimana parit ini
dibuat sebagai saluran mengeluarkan air dari tambang terbuka. Cara ini relatif
murah dan ekonomis bila dibandingkan dengan sistem penyaliran menggunakan cara
pemompaan air keluar tambang.
Pada Dusun wonosari terdapat sejumlah air
tanah, dibuktikan dengan adanya sumur-sumur di pemukiman penduduk dengan
kedalaman sekitar 10 – 12 m. Kondisi air tanah saat pengamatan cukup jernih,
sehingga warga dusun Wonosari menggunakan air tanah ini untuk keperluan
sehari-hari seperti untuk memasak, mandi, mencuci, dan sebagainya.
Namun, karena rencana penambangan PT
Napalindo Enterprise berada di atas level muka air tanah, sehingga keberadaan
air tanah tidak mengganggu kegiatan penambangan. Oleh karenanya dalam
perhitungan jumlah air tambang, air tanah tidak ikut dihitung.
5.4 Pengendalian Air Tambang
Dalam setiap tambang, banyak atau sedikit
selalu ada air yang mengalir masuk ke dalam tambang. Air ini masuk melalui
batas perlapisan, celah – celah batuan ataupun patahan. Masuknya air kedalam
tambang harus dicegah atau dikeluarkan agar tambang tidak terjadi genangan.
Pencegahan masuknya air kedalam tambang dapat dilakukan dengan jalan membuat
parit pada lereng – lereng bagian atas singkapan, kemudian mengalirkannya ke
tempat lain keluar daerah penambangan. Pada tempat – tempat yang diperkirakan
akan menjadi jalur masuknya air kedalam tambang, misalnya pada perpotongan
antara aliran sungai dan singkapan.
Penyaliran pada system tambang
terbuka umumnya dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1. Penyaliran
tambang dengan pemompaan
Yaitu dengan
mengeluarkan air tanah yang terdapat pada suatu jenjang. Air tersebut selanjutnya dipompa keluar atau ke
permukaan tambang menuju ke kolam pengendapan dan selanjutnya dikeluarkan ke
sungai jika sudah memenuhi syarat tertentu. Penyaliran dengan pemompaan dapat
dilakukan dengan sistem pemompaan langsung menggunakan pompa slurry dan dengan sistem pemompaan tidak langsung
berupa fasilitas pompa yang terpasang secara terpisah untuk memompa air bersih
(tidak berlumpur), dimana air tambang yang terkumpul diendapkan terlebih dahulu
untuk memisahkan air jernih dengan endapan lumpur pada suatu sumur pengendap (settler sump).
2. Penyaliran tambang dengan paritan
Yaitu dengan
membuat suatu peritan yang mengelilingi tambang untuk mencegah masuknya air
dalam front kerja tambang untuk tambang terbuka. Air yang mengalir dengan sistem
ini menggunakan gaya gravitasi untuk keluar ke permukaan.
Karena pada lokasi penelitian di
Desa Wonosari air tanah tidak mempengaruhi kegiatan penambangan, maka sistem
penyaliran yang ada hanya menggunakan paritan.
Pengendalian air tambang ini meliputi :
1. Perhitungan jumlah air tambang
2. Penentuan saluran terbuka
3. Penentuan kolam
pengendapan.
Jumlah air tambang pada tambang terbuka
adalah jumlah air limpasan dan jumlah air hujan yang langsung masuk ke dalam
tambang.
5.4.1. Perhitungan jumlah
air yang masuk ke tambang
Adapun air yang masuk kedalam tambang ini
dapat berasal dari
1. Air Hujan yang
langsung masuk ke bukaan tambang
ket : CH harian max= 87 mm/
hari = 1,01x 10-6 m/detik A = 15.649,103 m2
Qp = 0,0158m3/detik
2. Air limpasan
ket : A = 0,04832 km2
m3/detik
3. Jumlah air tambang = Qp + Qmax
= 0,0158 m3/detik + 0,3276 m3/detik
=
0,3434 m3/detik
5.4.2. Penentuan saluran terbuka
Masalah yang cukup
penting dalam merancang sistim penyaliran tambang adalah penentuan dimensi
saluran terbuka. Untuk itu, perhitungan dimensi saluran dilakukan dengan
menggunakan rumus Manning :
Keterangan:
Q = Debit aliran (m3/detik)
n = Koefisien
kekasaran saluran
A = luas penampang saluran (m2)
R = jari – jari hidrolis (m)
S= kemiringan dasar saluran (%)
Gambar 5.3
Penampang Saluran Terbuka
Untuk
saluran berbentuk trapesium dengan kemiringan sisi 600, digunakan
rumus :
A
= (b + Zd).d
=
(1,155d+0,577d) x d = 1,73 .d2
P = b + {(1+Z2)0,5 – Z}
= 3,455 d
Besarnya debit air tambang yang
melewati saluran ini adalah 0,3434 m3/detik.
Dengan :
Q = Debit aliran air dalam saluran (m3/detik)
R = Jari-jari hidrolik (m)
A = Luas penampang saluran (m2)
S = kemiringan (0,35%)
n =
Koefisien kekasaran dinding saluran (tetapan
Manning)
Saluran untuk mengalirkan air
tambang umumnya terdiri dari tanah maka koefisien kekasaran dinding saluran
diperoleh nilai n = 0,04.
Berdasarkan data diatas, ukuran saluran untuk
penyaliran air tambangadalah:
-
Debit air
yang masuk saluran
Q1 = 0,3434m3/detik
-
Ukuran
saluran
Q = x R2/3 x S1/2 x A
Kemiringan dasar saluran
penyaliran air tambang umumnya adalah 0,35% = 0.0035 dengan n = 0.04
0,3434 = x (0,5 d)2/3
x (0,0035)1/2 x 1,73 d2
0,3434 =
1,6119 d8/3
d8/3 = 0,2130
d
= 0,7829 m
dan
tinggi jagaan (d’) = 15% x d = 0,1174 m
b = 1,155 x 0,7829m
= 0,9042 m
A =
1,73 d2
= 1,0604 m2
B =
b + 2 Z d
=
1,8077 m
a =
d/sin 600 = 0,904 m
5.5. Penentuan Jumlah Pompa
Pada daerah
penelitian di Desa Wonosari, kegiatan penambangan dilakukan diatas batas air
tanah, sehingga penyaliran dengan menggunakan pompa tidak diperlukan.
5.6. Kolam Pengendapan
Dalam merancang kolam pengendapan terdapat beberapa faktor yang harus
dipertimbangkan, antara lain ukuran dan bentuk butiran padatan, kecepatan
aliran, persen padatan, dan sebagainya
5.6.1. Ukuran partikel
Luas kolam pengendapan secara analitis dapat
dihitung berdasarkan parameter dan asumsi sebagai berikut :
-
Hukum Stokes
berlaku bila persen padatan kurang dari 40%, dan untuk persen padatan lebih
besar dari 40% berlaku hukum Newton.
-
Diameter partikel padatan tidak lebih dari 9 x 10-6
m, karena jika lebih besar akan diperoleh ukuran luas kolam yang tidak
memadai.
-
Kekentalan air 1,31 x 10-6 kg/ms (Rijn, L.C. Van, 1985).
-
Partikel padatan dalam lumpur dari material yang
sejenis.
-
Batasan ukuran partikel yang diperbolehkan keluar
dari kolam pengendapan diketahui
-
Kecepatan pengendapan partikel dianggap sama.
-
Perbandingan cairan dan padatan telah ditentukan.
5.6.2. Bentuk
kolam pengendapan
Bentuk kolam pengendapan umumnya hanya
digambarkan secara sederhana, berupa kolam berbentuk empat persegi panjang.
Padahal, sebenarnya bentuk kolam pengendapan bermacam-macam tergantung dari
kondisi lapangan dan keperluannya. Walaupun bentuknya bermacam-macam, setiap
kolam pengendapan akan selalu mempunyai 4
zona penting yang terbentuk karena proses pengendapan material padatan (solid particle). Empat zona tersebut adalah sebagai berikut :
1.
Zona
masukan, tempat dimana air lumpur masuk ke dalam kolam pengendapan dengan
asumsi campuran air dan padatan terdistribusi secara seragam. Zona ini
panjangnya 0,5 – 1kali kedalaman kolam (Huisman,
1977).
2. Zona pengendapan,
tempat dimana partikel padatan (solid) akan mengendap. Panjang zona pengendapan
adalah panjang kolam pengendapan dikurangi panjang zona masuk dan keluaran (Huisman, 1977)
3. Zona endapan lumpur,
tempat dimana partikel padatan dalam cairan (lumpur) mengalami pengendapan
4. Zona keluaran, tempat keluarnya buangan
cairan yang jernih. Panjang zona ini kira-kira sama dengan kedalaman kolam
pengendapan, diukur dari ujung lubang pengeluaran (Huisman, 1977).
Gambar 5.4
Sketsa Kolam Pengendapan
Kolam pengendapan yang dibuat
agar dapat berfungsi lebih efektif, harus memenuhi beberapa persyaratan teknis,
seperti :
-
Sebaiknya bentuk kolam pengendapan dibuat
berkelok-kelok (zig-zag), lihat Gambar 6.3 agar kecepatan aliran lumpur relatif
rendah, sehingga partikel padatan cepat mengendap.
-
Geometri kolam pengendapan harus disesuaikan
dengan ukuran Back hoe yang biasanya
dipakai untuk melakukan perawatan kolam pengendapan, seperti mengeruk lumpur
dalam kolam, memperbaiki tanggul kolam, dsb.
Gambar 5.5
Bentuk Kolam Pengendapan yang Memenuhi
Syarat Teknis
5.6.3. Perhitungan
Ukuran Kolam Pengendapan
Perhitungan ukuran kolam pengendapan dapat
dilakukan dengan dua cara, yaitu menggunakan hukum Stokes atau hukum Newton.
Setelah dilakukan pengamatan, ternyata pada penelitian di Desa Wonosari, persen
padatan kurang dari 40 % (sangat sedikit), sehingga pendekatan yang digunakan
untuk perhitungan kolam pengendapan adalah pendekatan Hukum Stokes.
Perhitungan dengan pendekatan Hukum Stokes
Persen
padatan kurang dari 40%.
Berdasarkan
pengamatan dan pengukuran di lapangan diketahui :
-
Jumlah air tambang (Qlumpur) = 2132,514 ton/jam
-
Ukuran partikel yang keluar dari kolam (Ukur) = 0,000125 m (pasir halus)
-
Kerapatan partikel padatan (ps) = 1725 kg/m3
-
Kekentalan
air tambang (Vis) =
0,00000131 kgm-1s-1
-
Persen
padatan (Sol) =
0,25
-
Persen air
(Air) =
0,75
Berdasarkan data-data tersebut
di atas, maka dapat dihitung :
- Berat padatan per m3 = Sol x Qmat x 1000
= 0,25 x 2132,514 x 1000 = 533.128,5 kg
- Berat air per m3 = Air x Qmat x 1000
=
0,75 x 2132,514 x 1000 kg
=
1.599.385,5 kg
- Volume padatan per detik = m3s-1
=
= 0,214625 m3/s
- Volume air per detik =
= 1,1107 m3/s
- Total volume per detik = (0,1322
+ 1,1107) m3/s
=1,325309375m3/s
- Kecepatan pengendapan = = = 0,4708 m/s
- Luas kolam pengendapan yang
diperlukan =
=
=2,8149 m2
Qmat
(t/jam)
|
Ps
(kg/m3)
|
Vis
(kg/ms)
|
Sol
(%)
|
Air
(%)
|
Ukuran
(m)
|
Vt
(m/s)
|
A
(m2)
|
2132,514
|
1725
|
1.31.10-6
|
25
|
75
|
1,25.10-4
8.10-5
6.10-5
|
0,4708
|
2,8149
|
0,1928
|
6,8725
|
||||||
0,1085
|
12,2178
|
Tabel 5.4
Ukuran Kolam Pengendapan Menurut
Perhitungan Dengan Hukum Stokes
Upaya penyaliran air
yang dilakukan pada PT. Napalindo Enterprise adalah dengan membuat paritan kecil
dengan lebar 90,42cm dan kedalamannya disesuaikan dengan debit air
yang mengalir pada tambang tersebut.Pemilihan metode penyaliran dengan paritan
dipilih karena lebih murah dibandingkan dengan metode pemompaan.
thanks gan, good post.
BalasHapusmoga agan tambah sukses.
salam tambang
Gan, ada file asli yg ini..kalau ada tolong kirimkan ke chandr4@hotmail.com soalnya gw ga bisa buka picnya.. Thanks
BalasHapusseppp lah baki
BalasHapusmau file aslinya dong kalo ada
BalasHapus