Air Tanah – Pengertian, Sumber, Jenis dan Manfaat

Air tersedia dalam berbagai sumber, seperti air sungai, air hujan, dan air tanah. Air merupakan komponen kehidupan yang diperlukan seluruh makhluk yang ada di bumi.

Pengertian Air Tanah

Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan yang berada dibawah permukaan tanah. Air tanah berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah, kemudian terkumpul pada lapisan yang tidak dapat ditembus oleh air.

Air bawah tanah memiliki peran yang penting dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air, baik untuk makhluk hidup, rumah tangga dan industri.

Menurut Rachmat F. Lubis, 2006 – Secara umum, air dalam tanah akan mengalir sangat perlahan melalui celah yang sangat kecil dan atau melalui butiran antar batuan. Batuan yang memiliki kemampuan menyimpan dan mengalirkan air tanah disebut akuifer.

Pengertian air tanah juga terdapat dalam Undang Undang No.7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, yaitu air yang terdapat dalam lapisan tanah atau baruan dibawah permukaan tanah.

Pengertian Air Tanah Menurut Para Ahli

Selain pengertian diatas, terdapat pula pengertian lain yang disampaikan oleh beberapa ahli sebagai berikut:

  • Menurut Bouwer, 1978; Freeze dan Cherry, 1979; Kodoatie, 1996 – Air Tanah adalah sejumlah air dibawah permukaan bumi yang dapat dikumpulkan dengan sumur-sumur, terowongan atau sistem drainase atau dengan pemompaan. Dapat pula disebut aliran alami yang mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan.
  • Menurut Soemarto, 1989 – Air tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang berada dibawah permukaan tanah dinamakan lajur jenuh (saturated zone) dan lajur yang tidak jenuh terletak diatas lajur sampai ke permukaan tanah yang rongga-rongganya berisi air dan udara.
  • Menurut Fetter, 1994 – Air tanah adalah air yang tersimpan pada lajur jenuh kemudian bergerak sebagai aliran melalui batuan dan lapisan-lapisan tanah yang ada di bumi hingga air tersebut kelaur sebagai mata air, terkumpul ke kolam, danau, sungai, dan laut. Batas atas lajur jenuh air disebut dengan muka air tanah (water table)
  • Menurut Asdak, 2002 – Air tanah adalah segala bentuk aliran air hujan yang mengalir dibawah permukaan tanah sebagai akibat struktur perlapisan geologi, perbedaan potensi kelembapan tanah, dan gaya gravitasi bumi.

Proses Terbentuknya

Air tanah terbentuk berkaitan dengan adanya siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah suatu siklus yang terjadi di lingkungan perairan. Siklus ini akan terus berjalan dan tidak akan berhenti, dimana proses air dari atmosfer yang turun ke bumi dalam bentuk hujan atau salju akan kembali lagi ke atmosfer secara berulang terus menerus.

Air yang turun ke bumi sebagai air hujan sebagian besar akan mengalir dipermukaan tanah sebagai air permukaan, seperti sungai, danau, atau rawa. Sebagian kecil air hujan tersebut juga meresap ke dalam tanah dan masuk ke dalam zona jenuh, sehingga menjadi air tanah.

lapiran air tanah Google Image

Air tanah yang berada dekat dengan permukaan tanah akan diserap oleh tanaman melalui evapotranspiration dan kembali menguap ke atmosfer. Selain itu, penguapan atau evaporasi secara langsung juga dapat terjadi pada tubuh air yang terbuka.

Air memiliki manfaat penting bagi seluruh aspek kehidupan, baik untuk air minum, kegiatan rumah tangga, serta kepentingan industri. Ketergantungan manusia akan air bersih saat ini telah mencapai 70% dan kemungkinan akan meningkat jika musim kemarau melanda. Apabila pasokan atau cadangan air menipis, maka akan terjadi ancaman bencana kekeringan.

Air tanah dapat berada dibawah permukaan tanah dalam bentuk kumpulan air, seperti pada gua bawah tanah atau sungai bawah tanah. Keberadaan air bawah tanah dapat mencapai kedalaman puluhan bahkan ratusan meter dibawah permukaan bumi.

Semakin kedalam akan ditemukan lapisan-lapisan batuan yang lolos air dan tidak lolos air. Lapisan permeable atau lapisan lolos air adalah lapisan batuan yang terdiri dari kerikil, pasir, batu apung, dan batuan yang retak.

Sedangkan, lapisan impermeable atau lapisan tidak lolos air adalah lapisan batuan yang kedap air dan terdiri dari napal, tanah liat, dan tanah lempung. Meski tanah lempung dapat menyerap air, akan tetapi memiliki sifat jenuh air sehingga daya serapnya terbatas.

Air hujan yang turun ke bumi akan meresap secara infiltrate ke zona tak jenuh (zone of aeration). Setelah itu akan masuk lebih dalam secara percolate hingga mencapai zona jenuh air dan menjadi air tanah.

Terbentuknya air tanah adalah bagian dari tahap siklus air atau daur hidrologi. Air tanah dapat berinteraksi dengan air permukaan dipengaruhi oleh berbagai komponen lain, seperti topografi, jenis batuan penutup, tumbuhan penutup, penggunaan lahan, dan kegiatan manusia di permukaan. Kualitas air tanah dan air permukaan saling berkaitan satu sama lain.

Sumber Air Tanah

Air tanah memiliki jumlah yang jauh lebih besar dibanding air permukaan. Menurut data UNESCO, 1978 dalam Chow et al, 1998 menyatakan bahwa 98% dari seluruh air di daratan tersimpan dibawah permukaan tanah, pori-pori batuan, dan material butiran.

Oleh karena itu, sumber air tanah dapat dibagi menjadi 2 jenis sumber, yaitu:

  1. Air hujan yang meresap ke dalam tanah melalui pori-pori atau retakan dalam formasi batuan
  2. Air permukaan yang dapat berasal dari sungai, danau, dan reservoir yang meresap melalui tanah dan batuan ke dalam tanah

Cadangan air terbesar adalah air tanah. Air dalam tanah dan air permukaan adalah sumber air yang memiliki hubungan erat.

Pada musim kemarau panjang, umumnya aliran sungai akan surut, danau dan tempat penampungan air alami cenderung mengering. Sebagian besar air yang mengisi sungai, danau dan penampungan air alami merupakan air tanah yang muncul kembali ke permukaan.

peta air tanah BMKG

Kandungan Air Tanah

Air tanah memiliki kandungan yang dikelompokkan menjadi 4 kelompok. Kandungan tersebut berasal dari unsur air hujan yang ketika meresap ke dalam tanah akan membawa unsur-unsur lainnya, antara lain:

  1. Unsur utama air tanah (major constituents) memiliki kandungan 1,0 – 1000 mg/l, yaitu kalsium, natrium, magnesium, sulfat, klorida, silika, dan bikarbonat
  2. Unsur sekunder air tanah (secondary constituents) memiliki kandungan 0,01-10 mg/l, yaitu besi, strountium, kalium, kabornat, nitrat, boron, dan florida
  3. Unsur minor air tanah (minor constituents) memiliki kandungan kandungan 0,0001-0,1 mg/l, yaitu aluminium, atimon, arsen, barium, cadmium, krom, brom, kobalt, tembaga, germanium, jodium, timbal, litium, molibdiunum, nikel, mangan, fosfat, rubidium, selenium, uranium, titanium, vanadium, dan seng
  4. Unsur langka air tanah (trace constituents) memiliki kandungan kurang dari 0,001 mg/l, yaitu berilium, bismut, cerium, cesium, galium, emas, indium, lanthanum, niobium, platina, radium, ruthenium, scandium, perak, thalium, tharium, timah, tungsten, yttrium, zirkon

Sifat Batuan Pembentuk

Menurut Danaryanto, dkk, 2005 – Terbentuknya air tanah merupakan proses yang melewati beberapa lapisan batuan dibawah permukaan tanah yang memiliki keterdapatan, penyebaran dan pergerakan air ranah dengan penekanan pada hubungan terhadap kondisi geologi suatu daerah.

lapisan batuan Google Image

Berdasarkan sikap batuan terhadap air, maka terdapat beberapa karakteristik batuan yang dibagi menjadi Akuifer (aquifer), Akuiklud (aquiclude), Akuitar (aquitard), Akuifug (aquifuge).

  • Akuifer (aquifer) adalah lapisan pembawa air. Berupa lapisan batuan yang memiliki susunan tertentu yang mampu menyimpan air dan mengalirkan air dalam jumlah cukup pada kondisi lapang. Sifat dari batuan akuifer adalah permeabel, terdiri dari pasir, keriki, batuan retak dan batu gamping yang berlubang
  • Akuiklud (aquiclude) adalah lapisan batuan yang mampu menyimpan air, tapi tidak dapat mengalirkan air dalam jumlah yang cukup. Batuan ini terdirid ari lempung, shale, tuf halus dan silt
  • Akuitar (aquitard) adalah lapisan batuan yang memiliki formasi tertentu dan mampu menyimpan air serta hanya dapat mengalirkan air dalam jumlah tertentu
  • Akuifug (aquifuge) adalah lapisan batuan yang memiliki formasi tertentu. Pada lapisan ini air tidak dapat disimpan dan dialirkan. Batuan ini terdirid ari granit dan batuan padat

Tipe Akuifer (Aquifer) Menurut Undang-Undang

Berdasarkan pengertian dan karakteristiknya, lapisan batuan akuifer merupakan lapisan yang paling baik dalam menyimpan air tanah. Menurut Undang-undang Nomor 11 Tahun 1974 tentang Pengairan, cekungan air tanah adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan air tanah berlangsung.

Tipe akuifer dibagi menjadi tiga, yaitu akuifer bebas (unconfined aquifer), akuifer tertekan (confined aquifer), dan akuifer semi tertekan (leaky aquifer).

  • Akuifer bebas (unconfined aquifer) adalah akuifer jenuh air dengan lapisan pembatas pada bagian bawah dan tidak ada pembatas di lapisan atas atau langsung berbatasan dengan permukaan tanah
  • Akuifer tertekan (confined aquifer) adalah akuifer dengan batas lapisan atas dan lapisan bawah berupa formasi tidak tembus air, muka air akan muncul diatas formasi tertekan bawah. Akuifer ini terisi penuh oleh air tanah, sehingga jika dilakukan pengeboran akan menyebabkan naiknya muka air tanah pada sumur bor yang melebihi kondisi semula
  • Akuifer semi tertekan (leaky aquifer) adalah akuifer jenuh air dengan batasan lapisan atas berupa akuitard dan lapisan bawah berupa akuiklud. Akuifer semi-tertekan atau aquifer bocor adalah akuifer jenuh yang sempurna, pada bagian atas dibatasi lapisan semi-lulus air dan bagian bawah adalah lapisan lulus air ataupun semi-lulus air

Jenis Air Tanah

Air tanah digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu berdasarkan letak di permukaan tanah dan berdasarkan asalnya. Air tanah berdasarkan letaknya dibagi kembali menjadi 2 jenis, yaitu Air Tanah Freatik dan Air Tanah Dalam (Artesis).

  • Air Tanah Freatik adalah air tanah dangkal yang terletak tidak jauh dari permukaan tanah dan berada diatas lapisan impemeable atau kedap air, contohnya adalah air sumur.
  • Air Tanah Dalam (Artesis) adalah air tanah yang terletak di antara lapisan akuifer dan batuan kedap air, contohnya adalah sumur artesis.

Sedangkan, air tanah berdasarkan asalnya kembali dibagi menjadi 3 jenis, yaitu Air Tanah Meteorit (Vados), Air Tanah Baru (Juvenil), dan Air Konat.

  • Air Tanah Meteorit (Vados) adalah air tanah yang berasal dari proses presipitasi (hujan) dari awan yang mengalami kondensasi dan tercampur dengan debu meteorit.
  • Air Tanah Baru (Juvenil) adalah air tanah yang berasal dari dalam bumi karena tekanan intrusi magma, contohnya adalah geyser atau sumber air panas.
  • Air Konat adalah air tanah yang terkurung pada lapisan batuan purba.

Faktor Penentu Kualitas Air Tanah

Kualitas air tanah ditentukan oleh sifat fisik dan sifat kimia yang terkandung. Berdasarkan sifat fisik, kualitas air dapat diketahui dari warna, bau, rasa, kekeruhan, kekentalan dan suhu air.

Rasa air tanah dipengaruhi oleh unsur-unsur garam yang terlarut atau tersuspensi dalam air. Kekentalan air disebabkan oleh partikel yang terkandung dalam air, dimana semakin banyak kandungan yang ada maka akan semakin kental. Selain itu, suhu air yang tinggi akan semakin ecer.

daerah tangkapan air Pixabay

Kekeruhan air dipengaruhi oleh zat yang tidak larut oleh air. Misalnya partikel lempung, lanau, zat organik dan mukroorganisme. Suhu air dipengaruhi oleh suhu lingkungan, seperti cuaca, musim, siang dan malam serta lokasi air tanah.

Zat kimia yang terdapat dalam air tanah juga berpengaruh terhadap kualitas air, antara lain Kesadahan, Zat Padat Terlaur (Total Disolve Solid / TDS), Daya Hantar Listrik (DHL), Keasaman dan Kandungan Ion.

  • Kesadahan Air adalah tingkat kekerasaan air yang pada umumnya disebabkan oleh unsur Ca dan Mg. Air tanah memiliki beberapa kandungan metal terlarut, seperti Na, Mg, Ca, dan Fe. Jika air tanah mengandung komponen logam dalam jumlah tinggi maka akan menyebabkan air sadah.
  • Zat Padat Terlarut adalah total zat padat yang terlarut dalam air tanah atau semua zat yang tertinggal setelah air diuapkan pada suhu 103 derajat hingga 105 derajat Celcius. Zat-zat terlarut tersebut seperti garam anorganik, dan zat organik lain dalam jumlah kecil, serta gas. Air baku yang digunakan untuk air minum dan kebutuhan rumah tangga, batas maksimal kandungannya adalah 1.000 mg/l atau disebut baku mutu air kelas I.
  • Daya Hantar Listrik merupakan kemampuan air untuk menghantarkan listrik. Daya hantar ini dipengaruhi oleh unsur garam yang terkadnung dalam air, karena semakin tinggi unsur garam maka semakin tinggi pula daya hantar listriknya. Konduktivitas air dipengaruhi oleh ion klorida, suhu air dan zat pada terlarut.
  • Keasaman Air yang dinyattakan dalam pH memiliki skala ukur 1 sampai 14. Air dengan kualitas baik adalah air yang memiliki pH netral (pH 7), jika pH air kurang dari 7 maka akan bersifat asam dan jika lebih dari 7 maka akan bersifat basa.
  • Kandungan Ion baik kation dan anion yang terkandung pada air diukur dalam satuan part per million (ppm) atau mg/l. Ion-ion yang terkandung dalam air antara lain Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, SO4, CO2, CO3, HCO3, H2SF, NH4, NO3, NO2, KMnO4, SiO2, boron, ion-ion logam yang biasanya jarang dan bersifat racun antara lain As, Pb, Sn, Cr, Cd, Hg, Co

Manfaat Air Tanah

Secara umum air memiliki manfaat penting bagi kehidupan, tidak hanya bermanfaat bagi manusia, air juga dibutuhkan oleh tumbuhan serta hewan. Sebab itu, ketiadaan air dapat menyebabkan kekeringan, bencana kelaparan, dan kepunahan spesies.

Menurut Kodoatie (2012), air yang berasal dari dalam tanah bermanfaat unutk sumber air bagi flora, fauna, dan manusia. Selain itu, air merupakan bagian utama dari siklus hidrologi.

Air dimanfaatkan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari, seperti minum, mandi, mencuci, dan lainnya. Seluruh hewan juga membutuhkan air untuk minum, terlebih hewan-hewan akuatik yang hidup pada habitat air, seperti sungai, danau, dan lautan. Tumbuhan memanfaatkan air tanah yang diserap melalui akar untuk memperoleh unsur hara guna mendukung proses fotosintes.

Berikut ini adalah manfaat air tanah, yaitu:

  • Keperluan rumah tangga, seperti mandi, mencuci, memasak, dan minum
  • Irigasi pertanian, sawah petani yang jauh dari sumber air seperti sungai umumnya akan membuat sumur bor untuk mencukupi kebutuhan air tanaman pertanian
  • Kebutuhan industri memerlukan air untuk mendukung proses produksi, misalnya, pabrik tekstil memerlukan air untuk pencelupan, industri kulit untuk membersihkan kulit, dan lain-lain
  • Air tanah merupakan bagian dari siklus hidrologi atau daur air yang terus berjalan berulang
  • Sebagai sumber pembangkit listrik, contohnya adalah sungai bawah tanah di daerah karst Gombong Selatan yang memanfaatkan aliran air bawah tanah untuk listrik mandiri
  • Air tanah dalam wujud sungai bawah tanah dapat menjadi lokasi penelitian alami mengenai biota, sistem hidrologi, dan lainnya.
  • Air tanah dalam bentuk gua-gua bawah tanah dapat dikembangkan menjadi obyek wisata

Pencemaran Air Tanah

Ancaman tercemarnya air tanah dapat berasal dari makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain yang masuk kedalam air atau tanah oleh manusia, baik disengaja atau tidak disengaja yang dapat menurunkan kualitas air tanah.

Bahan pencemar yang biasanya masuk dan menyebabkan polusi air tanah adalah gas, bahan terlarut, serta partikulat yang mengubah kondisi air tidak sesuai kondisi alamiahnya. Bahan-bahan tersebut dapat dengan mudah masuk melalui tanah, atmosfer, limbah domestik, limbah industri dan sebagainya.

saluran limbah Pixabay

Pencemaran dapat terjadi pada air permukaan dan air dalam tanah. Untuk mengetahui apakah air telah tercemar atau tidak, maka dapat dilakukan pengujian pada sifat-sifat air tersebut. Jika sifat-sifat air yang yang di tes hasilnya di luar batasan, maka air tanah dapat dipastikan tercemar.

Beberapa parameter untuk menentukan kualitas air atau tingkat polusi air tanah, antara lain nilai pH, keasaman dan alkalinitas, suhu, warna, bau dan rasa, jumlah padatan, nilai BOD / COD, kandungan mikroorganisme patogen, kandungan minyak, dan kandungan logam berat.

Konservasi Air dan Tanah

Konservasi tanah adalah penempatan bidang tanah pada penggunaan yang sesuai dengan kemampuan tanah dan memperlakukannya sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan agar tidak terjadi kerusakan tanah.

Sedangkan, konservasi air adalah penggunaan air hujan yang jatuh ke tanah untuk kegiatan pertanian secara efisien dan mengatur waktu aliran air dengan meresapkannya ke dalam tanah. Tujuannya adalah ketika musim hujan tidak terjadi banjir dan ketika kemarau masih terdapat cadangan air tanah.

Dari kedua pengertian diatas, maka konservasi tanah memiliki hubungan dengan konservasi air. Karena perlakuan terhadap tanah akan mempengaruhi tata air pada lokasi tersebut dan tempat hilirnya.

Oleh karena itu, untuk menjaga air tanah tetap terpelihara dan memiliki kualias yang baik, maka kita dapat melakukan upaya konservasi tanah dan air yang memiliki tujuan berikut ini:

  • mencegah erosi
  • memperbaiki tanah yang rusak
  • memelihara serta meningkatkan produktivitas tanah
  • menjamin tersedianya air untuk masa depan
  • penghematan air baik dari segi pengambilan dan pengolahan
  • konservasi habitat bagi makhluk hidup lain

Menjaga Kelestarian Air Tanah

Beberapa cara berikut ini dapat dilakukan agar air tanah tetap terjaga kelestariannya:

1. Menghemat Air

Pentingnya manfaat air untuk kehidupan mewajibkan kita untuk selalu menjaga kelestariannya. Salah satu cara untuk menjaga kelestarian air adalah dengan menghemat air.

Hal ini dapat dilakukan mulai dari kegiatan sederhana di kehidupan sehari-hari. Biasakan diri untuk menggunakan air secukupnya ketika mencuci motor atau mobil, serta tutup kran air dan pastikan tidak ada yang menetes.

Dengan menghemat penggunaan air maka cadangan air tanah akan tercukupi untuk keperluan ketika kemarau tiba.

2. Menjaga Sumber Mata Air

Sumber mata air harus dilestarikan dan dijaga agar tidak menghilang dan tetap memberikan manfaat. Hindarkan sumber mata air dari bahaya limbah industri maupun rumah tangga agar kualitasnya tetap baik.

3. Konservasi Daerah Resapan Air

Agar cadangan air tanah selalu tersedia, diperlukan upaya konservasi tanah dan air. Kita dapat mengambil langkah pembuatan biopori atau sumur resapan.

Biopori merupakan lubang silindris yang dibuat secara vertikal ke dalam tanah. Fungsi dari lubang ini adalah sebagai resapan dan bertujuan untuk mengatasi genangan air permukaan. Cara kerjanya adalah dengan meningkatkan daya resap air ke dalam tanah.

Sedangkan sumur resapan adalah sumur buatan yang fungsinya untuk memperluas area serapan air, terutama air hujan, sebagai langkah melakukan konservasi pada tanah dan juga kandungan air di dalam tanah.

Diperluasnya area resapan air akan menyebabkan air hujan tidak lagi menggenang dan dapat ditampung masuk ke dalam sumur.

Sumur resapan atau lubang imbuhan sangat bermanfaat digunakan pada pemukiman yang berada di area pantai karena dapat mengurangi instrusi air laut dan mengurangi pencemaran air dan tanah.