PERENCANAAN PENGEMBANGAN SUMUR PRODUKSI AIR TANAH DAN PENENTUAN

PERENCANAAN PENGEMBANGAN SUMUR PRODUKSI AIR TANAH DAN PENENTUAN DESIGN KONTRUKSI SUMUR Mei 2018 Oleh SUYANTO

PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Surat Undangan dari Kepala Balai Uji Coba Sistem Diklat Sumber Daya Air dan Konstruksi no. PD 02. 03 -Mb/150, 27 April 2018 perihal Permohonan sebagai Pengajar Pelatihan Teknologi Pemboran Direct Circulation Mud Flush Pengertian Sumur Produksi adalah sumur air tanah yang digunakan untuk mengangkat air tanah dari kedalaman tertentu dan digunakan untuk keperluan tertentu yang bermanfaat untuk kehidupan manusia dengan harus mempertimbangkan berbagai aspek lingkungan hidup.

DASAR PEMANFAATAN AIR TANAH Perundangan & Peraturan baik kelembagaan maupun teknis pengangkatannya Membangun sumur produksi harus mengikuti tahapan SIDLACOM (Survey, Investigasi, Design, Land Equitation, Construction dan Operation & Maintenance). Perencanaan pembangunan sumur produksi adalah merupakan bagian dari tahapan pengembangan air tanah yang sangat penting

11 SYARAT PEMILIHAN LOKASI PENGEBORAN AIR TANAH UNTUK SUMUR POMPA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Ada Potensi Air Tanah Pada lokasi yg akan di Bor Tanahnya cocok untuk tanaman Padi / tanaman lain yang punya nilai ekonomi tinggi. UNTUK MENUNJANG KETAHANAN PANGAN NASIONAL Adalah lahan tadah hujan dan atau tidak sepanjang tahun mendapatkan irigasi air permukaan (Till end). Tersedia sarana Jalan Masuk dan tidak terlalu jauh dari jalan umum. Tanpa ganti rugi tanah & tanaman untuk Rumah Pompa, Box dan Saluran (Surat Pernyataan dibuat diatas materai dan diketahui Kepala Desa). Lahan oncoran yg akan diairi Bukan Daerah Banjir. Sikap tanggap yg tinggi Petani calon pengguna Air Sumur Pompa.

8. 9. 10. 11. Respon baik Tokoh Masyarakat dan Aparat Pemerintah yakni : Camat, Danramil, Kapolsek, Dinas Pengairan, Pertanian, Perindustrian dll. Pelaksanaan dilakukan dengan sistem sedemikian rupa sehingga sumur pompa cepat berfungsi untuk segera dinikmati oleh Masyarakat. Adanya Lembaga Keuangan, untuk Petani memperoleh kredit guna pembelian saprodi (-Koperasi – Bank Unit Desa), krn pada umumnya kondisi sosial ekonomi penduduk di daerah seperti ini adalah terbelakang dan miskin. Sangat membutuhkan bantuan UNTUK PENGENTASAN KEMISKINAN. Pasar (market) hasil produksi hasil pertanian relatif mudah & tidak terlalu jauh.

II. PLANNING / PERENCANAAN UMUM II. 1. Hasil Data Eksplorasi dan Sumur uji Dari pendugaan dengan geolistrik dan tahapan eksplorasi serta sumur uji kita dapat mengetahui kondisi geologi dan akifer air tanah serta berbagai informasi bawah tanah, antara lain ; 1. Formasi batuan dan posisi akifer. 2. Tipe akifer bebas, semi tertekan atau tertekan 3. Potensi dan perkiraan sementara debit air tanah yang akan kita angkat. 4. Groundwater Influence (Daerah Pengaruh). 5. Dari hasil eksplorasi dibuat peta zona potensi air tanah, zona ini akan digunakan sebagai dasar pengembangan air tanah.

Peta zona ini memuat 5. 1. Besarnya potensi cadangan air tanah dalam satu tahun 5. 2. Tipe dan letak akifer. 5. 3. Formasi batuan dan posisi akifer. 5. 4. Besarnya safe yield dalam zona tsb. 5. 5. Luas daerah pengembangan air tanah. 5. 6. Debit setiap sumur produksi. 5. 7. Jumlah sumur produksi yang diijinkan dibangun dalam zona pengembangan tsb.

Selanjutnya dari sumur uji – sumur uji yang kita buat kita bisa mengetahui secara lebih akurat potensi dan debit air tanah yang akan kita kembangkan di daerah tertentu. Dari hasil pumping test (test pemompaan) kita telah mendapatkan Save Yield sebagai dasar pengembangan selanjutnya.

Safe Yield (Sustained Yield) adalah debit pemompaan air tanah yang dapat dilakukan secara terus menerus dari suatu cekungan air tanah tanpa akibat yang merusak lingkungan. Konsep dan definisi safe yield ini sampai sekarang masih menjadi diskusi terus menerus diantara pakar air tanah dunia, karena safe yield ini banyak dipengaruhi oleh faktor kepentingan teknik, ekonomi maupun sosial

II. 2. Groundwater Influence ( Daerah Pengaruh) Dalam setiap pengembangan air tanah disuatu daerah tertentu kita harus mengetahui kondisi Groundwater Influence, kondisi ini bisa kita hitung dan ketahui dari data sumur eksplorasi dan sumur uji. Groundwater Influence ini akan menentukan berapa banyak sumur produksi yang bisa kita bangun disamping besarnya jumlah cadangan air tanah pada suatu daerah pengembangan. Karena setiap sumur akan mempengaruhi sumur lainnya selama pemompaan, dimana nantinya dalam pengembangan besar 2 an akan terjadi pemompaan bersamaan. Kalau kepengaruhan sumur tidak kita perhitungkan maka hasil pengembangan tidak akan seperti yang kita harapkan.

II. 3. PENGGUNAAN SUMUR PRODUKSI Penggunaan sumur produksi yang kita akan bangun ini harus diketahui lebih dahulu untuk keperluan apa? Apakah untuk air minum atau untuk air industri atau untuk irigasi atau bahkan untuk air keperluan industri pertambangan Karena setiap keperluan akan memerlukan kebutuhan air yang ber beda 2

misalnya : untuk air minum pedesaan kebutuhan airnya adalah 1 liter/detik untuk memenuhi kebutuhan 1000 orang penduduk pedesaan Untuk keperluan air industri, ini juga berbeda untuk proses kering dan proses basah , untuk proses basah diperlukan kira 0, 3 l/det an dan seterusnya untuk keperluan lain.

pembahasan ini kita khususkan untuk air irigasi Untuk air irigasi kita juga harus tentukan terlebih dahulu apakah untuk sawah dengan tanaman padi atau untuk tanaman polowijo. Dalam standard umum yang telah kita gunakan dalam perencanaan air tanah adalah : Sawah dengan tanaman padi digunakan standard 1 – 1, 2 liter/detik/ha artinya kalau kita membangun sumur produksi dengan debit 20 l/det ini akan mampu digunakan untuk mengairi kurang lebih 20 ha sawah dengan sistim giliran. SAWAH DENGAN TANAMAN POLOWIJO DIGUNAKAN STANDARD 0, 5 – 0, 8 LITER/DETIK/HA, ARTINYA KALAU KITA MEMBANGUN SUMUR PRODUKSI DENGAN DEBIT 20 L/DET INI AKAN MAMPU DIGUNAKAN UNTUK MENGAIRI KURANG LEBIH 40 HA SAWAH DENGAN SISTIM GILIRAN.

II. 4. Perencanaan / design Sumur produksi Design sumur produksi yang tepat dimaksudkan untuk menghasilkan kombinasi optimum antara kinerja sumur dan masa pemakaiannya dengan biaya yang layak. Design sumur yang tepat selain mengurangi resiko kegagalan juga memberikan jaminan dalam memenuhi tujuan yang diinginkan. Sumur yang dibangun pada formasi batuan lepas memerlukan design yang lebih rinci dan akurat dibanding dengan design sumur yang dibangun pada batuan kompak. Dua petimbangan utama dalam perencanaan sumur, dalam rangka mencapai tujuan yang efisien dari segi penggunaan dan operasionalnya ; 1) Pemilihan material konstruksi yang tepat, termasuk spesifikasi pompa yang akan digunakan. 2) Penentuan diameter lubang bor dan struktur sumur

Pertimbangan kedua faktor diatas sangat penting dan harus diperhitungkan dengan seksama. sebagai contoh pemilihan bahan konstruksi sumur seperti pipa casing, scre. En dll tidak hanya didasarkan pada harga material semata tetapi harus diperhitungkan kekuatan dan umur sumur yang kita inginkan sesuai perencanaan. Pemilihan material dengan kualitas yang rendah dengan harga murah bukanlah suatu tindakan yang bijaksana

Konstruksi sumur terdiri dari : 1) Pipa Casing : Gunanya untuk mencegah keruntuhan dinding sumur serta menjaga lubang pemboran tetap terbuka. 2) Pipa Screen (Saringan) : Gunanya untuk mencegah material ekifer masuk kedalam lubang bor selama pemompaan. Besarnya bukaan (open area) saringan hanya bisa dilewati oleh air secara optimal. 3) Gravel pack (Selimut kerikil) : Untuk menjamin kelancaran aliran air tanah kedalam sumur tanps membawa material halus dari ekifer. 4) Injeksi Semen : Menjamin kestabilan dan kekuatan sumur dan mengurangi potensi pencemaran dari permukaan ke dalam sumur dan ekifer. Secara umum perencanaan sumur produksi adalah mencakup pada penentuan diameter lubang bor dan kedalamn lubang bor, penentuan diameter material sumur seperti pipa jambang (pump casing), pipa screen dan pipa buta/naik serta panjang yang diperlukan dan metode penyelesaian akhir.

DETAIL DESIGN / PERENCANAAN DETAIL Detail design sumur produksi dilakukan pada saat pemboran dilakukan karena detail design setiap sumur biasanya ber beda 2, setiap sumur mempunyai karakteristik sendiri walaupun berada dalam satu daerah pengembangan. Tahapan pemboran sumur produksi : 1. Pemboran Pilot Hole Pemboran pilot hole dilaksanakan sebagai lubang dasar yang akan dipakai sebagai acuan untuk tahapan pemboran selanjutnya. Pilot hole untuk sumur produksi irigasi dengan debit 20 l/det biasanya dengan diameter lubang 5 7/8” atau 6 ¾ ” dengan kedalaman sesuai desain umum yang telah ditentukan. Lubang pilot harus dijaga kelurusannya dengan menjaga kedudukan driling rig agar berada posisi yang ”tetap” dan selalu mengawasi posisi ”nivo”.

Tahi bor / cutting harus diamati secara seksama sehingga kita tahu dengan persis posisi kedalaman lubang dan berada pada formasi batuan apa? Ketepatan naiknya tahi bor ini sangat ditentukan oleh viskositas / kekentalan dan berat jenis dari fluida bor. Kita harus selalu mengawasi viskositas fluida bor dan menaikan atau menurunkan viskositasnya jika diperlukan dan hal ini tergantung pada formasi batuan dimana drilling bit sedang melakukan pemboran. Tahi bor di pakai sebagai sample pemboran untuk setiap meter kedalaman lubang bor. Setelah pilot hole bisa kita selesaikan, ahli pemboran / geohidrologis harus segera mendiskripsi kan sampel dan membuat gambaran formasi geologi lubang bor dan memperkirakan posisi ekifer.

Pengambilan Sample / Cutting Pengeboran

2. Test Geofisik Test geofisika ini pada dasarnya digunakan untuk menentukan secara tepat posisi jenis dan formasi batuan dalam lubang bor dan sekaligus untuk mengetahui secara pasti lokasi dan posisi ekifer. Hasil test geofisika ini dicocokan dengan diskripsi sample yang telah dilakukan oleh geohirologis, kalau ada perbedaan harus didiskusikan diantara driller, drilling engineer, geologis dan geohidrologis. Diskusi ini diperlukan untuk secara bersama memutuskan dan menentukan design sumur.

Logging Geophisik

WIRELINE LOGGING

3. Airlift Test Setelah lubang sumur di washing / dicuci selanjutnya dilakukan air lift test dengan memasang conductor pipe dan pipa tiup pada kedalaman minimal 50% dari kedalaman sumur bor, air lift test ini menggunakan peralatan kompresor sebagai sarana untuk menaikan air dari dalam lubang bor. Air lift test dilakukan selama 6 – 8 jam dengan debit air tertentu, dari hasil air lift test ini diketahui debit jenis sementara dari sumur produksi dan ini digunakan sebagai dasar dalam menentukan debit design sumur produksi. Berdasarkan pengalaman debit jenis sementara ini hanya dipakai 50% untuk sebagai dasar design sumur.

4. Detail Design Sumur Produksi Detail design sumur dilakukan digambar secara detail dan meliputi : 1) Panjang Pipa Jambang (pump house casing) 2) Panjang dan posisi / letak pipa screen 3) Panjang dan letak pipa buta / naik 4) Debit Pumping Test

5. Pembesaran lubang (reaming) Pembesaran lubang dilaksanakan setelah detail design bisa diselesaikan, pembesaran lubang ini harus lebih besar dari diameter pipa jambang. Diameter pipa jambang untuk sumur dengan debit 20 l/det adalah 12”, maka lubang harus direaming dengan diameter 16 ” hal ini untuk memudahkan masuknya pipa jambang dan gravelpack kedalam sumur serta peletakan pipa dengan tegak lurus. Reaming lubang ini dilakukan dengan kedalaman sesuai panjang pipa jambang dalam design sumur. Kemudian pembesaran lubang untuk pipa screen dan pipa buta juga disesuikan dengan design panjangnya, besarnya lubang untuk memasukan diameter pipa screen dan pipa buta 6” adalah 12 ¾ ”.

6. Konstruksi Sumur Setelah reaming lubang bor bisa diselesaikan, barulah konstruksi sumur dilakukan, pipa buta dan pipa screen dimasukan secara perlahan dan hati 2 yang posisinya sesuai dengan design. Pipa screen atau buta yang paling bawah ditutup dengan ”plug” Penyambungan pipa pada umumnya dengan welding / pengelasan. Setelah pipa buta dan screen disambung dengan pipa jambang dengan menggunakan ”reducer” dari 12” ke 6” maka pipa jambang juga dimasukan sesuai design sumur. Setelah semua konstruksi pipa masuk maka seluruh pipa diletakan dengan kedudukan yang sempurna dengan menggunakan drilling rig yang tetap pada possi tegak lurus

7. Test ketegak lurusan Setelah posisi rangkaian pipa sumur pada posisi stabil langsung dilakukan test ketegak lurusan, test ini menggunakan alat yang namanya ”bobin”. Bobin dimasukan kedalam lubang dan diukur gerakan ”tali sling” nya pada setiap meter penurunan dan yang diukur adalah hanya pipa jambang, dari pengukuran ini bisa dihitung kemiringan dari pada pipa jambang. Sepanjang kemiringan yang terjadi masih pada posisi yang bisa ditoleransi maka pipa jambang diasumikan tegak lurus. Sebagai contoh untuk kedalaman pipa jambang 30 meter dengan kemiringan maksimum 5 derajat masih dianggap tegak lurus. Sumur yang tegak lurus sangat diperlukan terutama jika sumur tersebut akan dipasang pompa turbine, karena sumur yng bengkok tidak tegak lurus akan menyebabkan line shaft pompa turbine akan sering patah.

8. Gravel Pack Gravel pack dimasukan setelah kita yakin bahwa sumur produksi sudah dalam posisi tegak lurus. Gravel pack dimasukan dengan hati 2 dan harus masuk kedalam lubang diantara pipa jambang/screen/pipa buta dan dinding sumur secara merata. Biasanya dalam memasukan gravel pack ini sumur dikocok dengan menggunakan tiupan udara dari kompresor. 9. Washing / Pencucian Sumur Setelah gravel pack masuk dengan baik maka dilakukan pencucian sumur selama 8 – 12 jam. Pencucian sumur bisa dilakukan dengan air jetting menggunakan kompresor atau dengan metode ”suction” (dikocok), untuk menghanurkan mud cake pada dinding lubang bor.

Memasukkan Gravel Pack dengan Water Jetting GR AV EL P AC K

10. Cementing Selanjutnya untuk memperkuat kedudukan konstruksi sumur dan agar sumur stabil dilakukan cementing. Cementing ini pada umumnya dilakukan dari permukaan sampai kedalamam 5 – 7 meter, cementing ini juga dimaksudkan untuk mengurangi potensi pencemaran dari permukaan tanah. 11. Pumping Test dilaksanakan dengan 2 metode test : 1) Metode Test Step Drawdown Metode ini dilakukan dengan pemompaan bertingkat, 3 atau 4 tingkat debit pemompaan selama 8 jam, untuk tingkat pemompaan yang terakhir diusahakan sama dengan debit sumur rencana.

Sebagai contoh diawali dengan debit 5 l/det, dilanjutkan dengan debit 10 l/det, 15 l/det dan 20 l/det masing 2 selama 2 jam. Selanjutnya dilakukan pumping test analisis. 2) Metode Long Period Pumping Test Metode ini diakukan dengan pemompaan selama 48 – 72 jam nonstop, diusahakan debit pemompaan dilakukan dengan debit sumur rencana. Selanjutnya dilakukan pumping tet analisis 3) Recovery test dilakukan untuk mengukur kecepatan air kambuh setelah long period test.

12. Penyelesaian Sumur / Pemasangan Tutup Sumur Penyelesaian sumur dilakukan dengan membuat blok beton semen seluas 1 – 2 meter persegi dan lubang sumur berada di tengah 2 dengan ketebalan 10 cm, kemudian di buat nomor dan kode sumur pada beton semen. Terakhir tutup sumur dipasang dan di kunci dengan gembok agar aman dari kerusakan dan kemasukan material dari luar.

VI. KESIMPULAN Perencanaan Pengembangan Sumur Produksi Air Tanah harus dilakukan sesuai SIDLACOM dan tahapan perecanaanya harus mengikuti kaidah yang baku, baik untuk Perencanaan Umum maupun Perencanaan Detail. Tidak ada pengembangan atau pemanfaatan air tanah yang dilakukan tanpa melalui perencanaan. Perencanaan air tanah harus dilakukan sesuai dengan kaidah teknis perencanaan yang baik dan akurat. Tidak ada kegiatan pemanfaatan air tanah yang dilakukan dengan short cut atau dengan cara ”design as you go”

TERIMA KASIH