PBS 3 - Air Tanah

8/2/2019 PBS 3 - Air Tanah

1/9

TEMA 4: SISTEM HIDROLOGI

TAJUK : AIR TANIH

A. Konsep Air Tanih.

1. Air tanih ialah semua air yang terdapat di bawah permukaan bumi. Sebenarnyasumber air tanah mewakili 95% daripada seluruh sumber air tawar dunia yang bolehdigunakan. Air tanah merupakan jasad air yang didapati terutamanya daripada susupandan tersimpan di dalam batuan telap air yang dikenali sebagaiAkuifer.

2. Air bawah tanah wujud dalam dua zon yang berlainan iaitu zon tak tepu dan jugazon tepu.

a) Zon tak tepu. Di kenali juga sebagai zon pengudaraan iaitu yang terletakberhampiran dengan permukaan bumi. Air yang tersimpan dalam zon pengudaraan inijuga dinamakan sebagai air tanih dimana ia tersimpan dalam tanih yang dipengaruhi olehtegangan. Air tanih inilah yang menentukan nilai kelembapan tanih.

b) Zon tepu. Air yang wujud di dalam semua rongga pore tanah yang terletakdi bawah lapisan tanih. Air di zon tepu inilah yang menyumbang kepada air perigi danmata air, justeru itu air yang wujud did lam zon tepu ini dianggap sebagai air tanah yangsebenarnya. Mengikut Waltz (1969) air tanah ialah air yang wujud di bawahpermukaan bumi yang berada di dalam zon tepu yang mana tekanan hidrostatiknyasama atau lebih besar berbanding dengan tekanan atmosfera. Lihat rajah di bawah bagi

menunjukkan lokasi air dalam tanah dan juga kedudukan zon tak tepu serta zon tepu.

B. Asal Usul Air Tanih.


2/9

1. Mengikut Ayoade (1988), air tanah adalah berasal daripada kerpasan khususnya hujandan cairan salji yang jatuh ke permukaan bumi yang kemudiannya mengalami susupan atauresapan ke dalam tanah. Air hujan yang menyusup ini akan tersimpan di dalam formasi batuanyang telap air dikenali sebagai akuifer. Namun begitu terdapat juga sumber-sumber lain yangmenjadi air tanah seperti air galian dan air muda. Air galian ialah air yang tersimpan dalam ruang

antara batuan mendak semasa pembentukan batuan mendak tersebut manakala air muda pulaialah air yang berasal daripada magma gunung berapi dan kosmik yang bercampur dengan airbumi.

2. Sebagai praktiknya semua air tanah bolehlah dikatakan berasal daripada atmosfera iaitusumber kerpasan samada hujan atau salji. Air tanah yang telah dijana dan digunakan olehmanusia seterusnya akan mengalami kitaran dan kembali semula ke dalam tanah. Air tanah bolehwujud dalam pelbagai bentuk seperti air mata air, air yang beku sepanjang tahun yang dikenalisebagai ibun abadi dan yang paling penting ia wujud dalam takungan bawah tanah yang luas didalam formasi batuan telap air yang dinamakan sebagai akuifer.

C. Proses Susupan dan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhinya.

1. Proses yang paling penting dalam menyediakan air tanah ialah proses susupan atauinfiltrasi. Bagi setiap titisan hujan yang jatuh ke tanah sebelum ia mengalir di permukaan terlebihdahulu berpotensi untuk menyusup masuk ke dalam tanah. Susupan atau infiltrasi berertipergerakan air hujan yang berlaku secara menegak menerusi liang-liang pore tanah atau menerusiruang-ruang udara yang ada di dalam tanah. Kadar susupan atau ketelusan ini bergantung kepadasaiz,bentuk dan peratus liang pore yang dimiliki oleh sesuatu jenis tanah. Tanah pasir misalnyamempunyai kadar ketelusan yang tinggi kerana liang pore batuannya besar dan banyak. Olehsebab itu tanah pasir membenarkan air hujan menyusup masuk dengan banyak ke dalamnya.

Rajah 2 : Proses Susupan (Infiltrasi)

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses susupan.


3/9

1. Proses susupan air hujan dari permukaan ke dalam tanah amat bergantung kepadakeporosan tanah tersebut. Keporosan merujuk kepada kebolehupayaan air untuk menyusup masukmelalui liang-liang pore (rongga-rongga) yang wujud dalam partikel-partikel tanah.Kebolehupayaan air untuk menyusup ini amat bergantung kepada;

a) Jumlah liang pore yang terdapat dalam sesuatu jenis tanah. Tanah yang

mempunyai peratus liang pore yang tinggi seperti tanah kapur atau batu kapur maka ia adalahamat poros (banyak menyusupkan air) berbanding dengan tanah yang peratus liang porenyarendah seperti tanah liat (banyak menakung air).

b) Struktur/susunan partikel tanah. Partikel tanah yang tersusun longgar sepertitanah pasir adalah lebih poros berbanding dengan susunan partikel yang lebih padat. Ini keranawujudnya ruang-ruang udara yang lebih besar/luas antara partikel-partikel yang tersusun longgartadi.

c) Komposisi dan saiz partikel tanah. Tanah yang partikelnya pelbagai jenis dansaiz seperti campuran bongkah batuan, kerikil dan pasir adalah lebih poros berbanding dengantanah yang homogeneus komposisinya seperti tanah liat. Begitu juga dengan saiz partikel.Semakin besar saiz partikel tanah maka semakin tinggi kadar keporosannya.

d) Lembapan tanih. Tanih yang kering seperti tanah di kawasan gurun panasadalah lebih poros berbanding dengan tanah yang lembab seperti tanah di kawasan tropikalembab. Tanah yang lembab bermakna peratus simpanan wap airnya adalah tinggi berbandingdengan tanah yang kering. Lembapan tanih ini amat bergantung kepada kelembapan udarasekitar.

2. Selain daripada keporosan tanah terdapat faktor-faktor lain yang mempengaruhi kadarsusupan ini antaranya ialah:

a) Faktor hujan daripada segi jumlahnya, kelebatannya, saiz titisan hujan dan jugabentuk hujan mengikut masa. Hujan renyai biasanya mengalami kadar susupan yang tinggi

kerana air hujan yang menimpa bumi tadi mempunyai banyak masa untuk meresap ke dalamtanah berbanding untuk mengalir di permukaan.

b) Tumbuhan litupan. Kawasan yang tebal tumbuhan seperti hutan primer makakadar susupannya adalah tinggi. Ini kerana proses pintasan yang dijalankan oleh silara pokokadalah baik di samping sistem akar pokok yang timbul dipermukaan (akar banir) mengurangkanpergerakan larian air permukaan sekaligus meningkatkan kadar susupan.

c) Ciri-ciri batuan yang menjadi asas pembentuk sesuatu jenis tanah. Ciri-ciri initermasuklah tekstur dan struktur, sifat rekahan batuan dan kepadatan rekahan dan juga ciri-ciriminerologi samada mudah atau sukar terluluhawa atau tergondol.

d) Aktiviti manusia. Misalnya aktiviti pembandaran yang menurap dan menutuppermukaan bumi dengan tar, bitumen serta aspalt. Aktiviti ini pastinya akan menghalang prosessusupan air ke dalam tanah sebaliknya air hujan akan mengalir sebagai larian air permukaan.

d. Konsep Akuifer dan Jenis-Jenis Akuifer.

1. Air hujan yang menyusup masuk ke dalam tanah akan disimpan dalam formasi batuanyang boleh menakung dan membendung air. Formasi geologi yang boleh menyimpan air ini

dipanggil sebagaiAkuifer. Akuifer bukan sahaja boleh menyimpan air di dalam tanah malah


4/9

ia bertindak sebagai konduit untuk air tersebut mengalir di dalam tanah menuju ke sungai sebagaialiran dasar atau menjadi sebagai sumber mata air. Keupayaan akuifer untuk mengalirkan airyang disimpannya bergantung kepada beberapa faktor seperti kecerunannya, ketertelapannya danluas keratan rentas sesuatu akuifer sepertimana yang diutarakan oleh Hukum Darcy.

2. Terdapat dua jenis sistem akuifer yang dikenali sebagaiAkuifug dan Akuiklud.

Formasi batuan yang hanya boleh menyimpan air tetapi tidak membenarkan air yang disimpannyamengalir dipanggil sebagai Akuifug. Sebagai contoh air di dalam tanah yang disimpan di dalamformasi batuan granit. Manakala formasi batuan yang boleh menyimpan dan bertindak sebagaikonduit untuk air tersebut mengalir sebagai aliran air bawah tanah dinamakan sebagai Akuiklud,misalnya air yang tersimpan di dalam lapisan tanah liat dan juga batuan Syal.

3. Berdasarkan kepada sistem akuifer ini maka sumber air tanah boleh dikelaskan kepadalima jenis iaitu:

a) Air tanah tertutup iaitu keseluruhan akuifer dikurung oleh lapisan tak telap air.b) Air artois iaitu kawasan simpanan air tanah yang lokasinya lebih tinggi daripada

permukaan lembangan saliran. Jika perigi digali dalam system akuifer ini airtanah akan memancut keluar.

c) Air tertekan iaitu air dalam akuifer yang dilitupi oleh lapisan tak telap air.d) Air bebas iaitu tiada lapisan tak telap air di atasnya.e) Air tenggek iaitu air dalam zon tepu yang terbentuk di atas satu kanta yang tak

telap air.

Ciri-ciri Akuifer.

Sesuatu jenis akuifer mempunyai ciri-cirinya sendiri. Di antara ciri-ciri akuifer yang biasadikaji ialah:

a) Keporosan. Merujuk kepada peratus liang pore atau ruang yang wujud antarapartikel tanah atau antara mineral batuan yang boleh diresapi dan ditakungi oleh air

tanah. Ruang pore bukan sahaja dapat menyimpan air malah ia bertindak sebagai konduituntuk membenarkan air tanah bergerak dan mengalir. Oleh sebab itu ianya amat pentingdalam kajian air tanah. Koporosan sebenarnya ialah nisbah rongga atau liang poreberbanding dengan keseluruhan isipadu batuan. Setiap batuan mempunyai nilaikeporosan yang berbeza bergantunglah kepada struktur dan tekstur mineralnya dan jugakepadatan dan ikatan antara mineral-mineral yang membentuknya. Lihat jadual 1 dibawah untuk menunjukkan bezantara keporosan bagi beberapa jenis batuan.

Jadual 1: Bezantara keporosan bagi beberapa jenis batuan.

Jenis Batuan Keporosan (%)Tanah liat

PasirKelodakKelikir

Batu pasir

45 -5533 -4040 -5030 -4010 -20


5/9

SyalBatu kapur

SyisBasalt

Granit yang terluluhawa

1 101 10

3817

40 -45

b) Ketertelapan. Merujuk kepada keupayaan sesuatu jenis batuan untukmemindahkan air atau membenarkan air mengalir dan meresap melaluinya. Batuan bolehdianggap sebagai tidak telap air jika mempunyai rekahan, garis kelemahan dan retakanyang membenarkan air mengalir melaluinya. Antara contoh batuan tak telap air ialahkuartza dan kapur. Walaupun ketelapan batuan berkait dengan liang pore tetapi tidaksemestinya batuan yang mempunyai liang pore yang banyak maka ia adalah telap air.Lihat jadual 2 di bawah bagi menunjukkan bezantara ketelapan bagi beberapa jenisbatuan.

Jadua 2: Bezantara ketelapan bagi beberapa jenis batuan.

Jenis Batuan Ketelapan (gelen sehari/kaki persegi)

Tanah liatPasir

KelodakKelikir

Batu pasirSyal

0.001 hingga 2100 hingga 30000.001 hingga 21000 hingga 150000.1 hingga 500.00001 hingga 0.1

c) Penahanan Tentu. Ialah satu ukuran tentang keupayaan batuan menahan ataumengekalkan air selepas ketepuan dicapai. Penahan tentu ini wujud di dalam zon tepu. Apabilasemua ruang pore tanah dipenuhi air maka tidak semua air tersebut akan dialirkan di dalam tanahsebahagiannya mungkin akan terus kekal di dalam liang pore tersebut.

d) Pekali Keterusan. Merujuk kepada keupayaan akuifer untuk mengalirkan air melaluisatu unit ketebalan akuifer. Ada akuifer yang hanya menakung air tetapi tidak membenarkan airmengalir di atasnya sebagai edaran air bawah tanah.

e) Pekali simpanan. Iaitu keupayaan akuifer untuk mengeluarkan isipadu air pada satu-satu masa tertentu. Kapasiti air yang tersimpan dalam akuifer adalah merupakan stok air untukmasa depan.

C. Edaran atau Pergerakan Air Tanah.

1. Edaran air tanah merupakan satu komponen penting di dalam kitar hidrologi. Iamerujuk kepada semua bentuk pergerakan air yang menggunakan tanah sebagaimediumnya (bahan antaranya) seperti aliran sub - permukaan, susupan (infiltrasi) danpergerakan air secara mendatar dalam sistem akuifer. Semua pergerakan air ini berlakudalam bentuk cecair. Pergerakan air tanah secara menegak dipanggil sebagai susupanmanakala pergerakan air tanah secara mendatar dipanggil sebagai rembesan. Lihat rajah3 di bawah yang menunjukkan aliran air tanah.


6/9

Rajah 3: Edaran Air Tanah.

Rajah 3: Edaran Air Tanah.

2. Pergerakan air tanah yang mengalir secara mendatar di dalam sistem akuifer akan menujuke sungai, tasik, kolam dan empangan. Justeru itu jumlah simpanan air tanah amat penting untukmenentukan jumlah air yang boleh dimiliki oleh sungai, tasik, kolam dan empangan tersebut.Dalam konteks sistem sungai misalnya air tanah merupakan pembekal tetap kepada aliran dasar(base flow). Jika bekalan air tanah berkurangan maka sungai-sungai akan kekeringan air. Apabilaair sungai kering maka masalah kekurangan air akan dialami oleh empangan yang akanmenjejaskan pula bekalan air kepada manusia.

3. Dalam konteks hidrologi kepentingan sumber air tanah boleh dilihat daripada beberapa

sudut iaitu:

a) Mengekalkan kelembapan tanih terutamanya bagi air tanah yang berada di zontak tepu. Ini membolehkan proses sejat-peluhan dari lembapan tanih ke atmosferatidak terganggu.

b) Membekalkan keperluan air untuk tumbesaran pokok-pokok yang seterusnyamenjamin pula proses pepeluhan (transpirasi) tumbuhan tidak terjejas. Dalamkonteks sejatan dan pepeluhan ini air tanah mempunyai fungsi yang besar untukmembekalkan wap-wap air dalam udara bagi mengekalkan kelembapan udarasekitar.

c) Membekalkan air secara berterusan kepada sistem saliran seperti sungai,tasik,kolam, paya dan akhirnya ke laut. Dengan perkataan lain air tanahmenentukan isipadu air dalam sistem saliran dan seterusnya akan mempengaruhi

nilai sejatan permukaan.

e) Faktor-faktor yang mempengaruhi simpanan air tanah.

Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi simpanan air tanah. Antaranya ialah:

a). Tumbuh-tumbuhan litupan : Litupan tumbuhan yang tebal seperti hutan hujankhatulistiwa membantu kadar susupan yang tinggi. Dengan itu jumlah air yang boleh disimpan


7/9

dalam tanah akan bertambah. Lapisan kanopi tumbuhan menghalang titisan air hujan daripadaterus menimpa lantai hutan. Setiap titisan hujan mengambil masa untuk jatuh ke tanah dan halajujatuhannya adalah perlahan. Dengan ini titisan-titisan air hujan tersebut cenderung untuk meresapmasuk ke dalam tanah daripada mengalir di permukaan. Di kawasan hutan tebal juga biasanyamempunyai sistem akar banir yang timbul di permukaan tanah. Sistem akar ini akan menghalangpergerakan larian air permukaan yang akan menyebabkan kadar susupan air permukaan

meningkat.

b). Ciri-ciri sistem akuifer yang terdapat di sesebuah kawasan. Antaranya meliputi:

i) Kejerapairan tanih : Bergantung kepada jumlah liang pore sesuatu jenis tanahyang menyebabkan tanah itu poros atau tidak. Misalnya tanah pasir yang peroi adalah poros dantidak mampu menyimpan air. Oleh itu kandungan air tanihnya kurang berbanding dengan tanahliat yang tidak poros dan mampu menyimpan air dengan banyak..

ii) Ketelapan tanih: Bergantung kepada struktur dan tekstur tanih. Tanah yangberstruktur longgar dan bertekstur kasar seperti batu pasir dan kerikil lebih cepat kehilangan airberbanding dengan tanah yang berstruktur padat dan bertekstur halus seperti tanah liat dan granityang menggalakkan air bertakung.

c). Faktor jumlah dan sifat hujan yang turun di sesebuah kawasan tadahan. Hujan lebatdalam tempoh yang lama akan membekalkan jumlah air tanah yang tinggi. Misalnya pada musimtengkujuh yang menyebabkan tanah menjadi lembab berbanding dengan jumlah hujan yangsedikit atau pada musim kemarau. Bagi hujan yang lebat tetapi sekejap sahaja tidak akanmenghasilkan simpanan air tanah yang banyak kerana bentuk hujan ini membolehkan kadarlarian air permukaan yang tinggi bukannya kadar susupan.

d). Aktiviti manusia. Meliputi aktiviti penyahutanan yang memusnahkan kawasan tadahan airdan seterusnya menurunkan paras air dalam tanah. Begitu juga dengan aktiviti penurapan mukabumi khususnya di Bandar-bandar besar akan menghalang proses susupan air ke dalam tanahkerana liang-liang pore tanah sudah ditutup dengan bitumen, tar, aspalt dan konkrit. Justeru itu

bekalan air kepada sumber air tanah akan berkurangan dan mungkin tiada.

f). Potensi Sumber Air Tanah: Kajian Kes di Malaysia.

1. Di Malaysia sumber air tanah yang ada sememangnya berpotensi untuk dimajukankerana kapasiti airnya yang banyak dan sehingga kini belum lagi digunakan dengan optima olehmanusia. Dianggarkan simpanan air bawah tanah di negara ini berjumlah 63 juta meter padu.Berdasarkan kepada kajian yang dijalankan ia menunjukkan bahawa sumber air tanah yangbanyak terdapat di Kelantan dan Terengganu yang mempunyai tanih alluvium. Penggunaan air

tanah di kedua-dua negeri ini adalah tinggi. Misalnya di Kota Baharu sahaja kira-kira 68 juta literair tanah dipamkan untuk kegunaan penduduk. Selain itu negeri Perlis juga banyak menggunakansumber air tanah sebagai bekalan air kepada penduduknya. Kira-kira 30% daripada seluruhbekalan air kepada penduduk perils adalah bergantung kepada sumber air tanah. Di samping itunegeri-negeri lain juga mempunyai sumber air tanah yang banyak misalnya Pahang, Selangor,Negeri Sembilan, Perak dan utara Kedah. Manakala negeri-negeri yang mempunyai banyakformasi batuan mendak adalah kurang sumber air tanahnya.


8/9

2. Penggunaan air bawah tanah amat mudah dan murah. Kawasan yang sudah dikenalpastihanya perlu digerudi dan dipamkan keluar airnya untuk disalirkan ke loji pembersihan(perawatan) sebelum diagehkan kepada penduduk melalui sistem perpaipan Jabatan Bekalan Air(JBA) yang sudah sedia ada. Proses penggerudian akan menggunakan campuran bertonit danairyang digerakkan oleh engin. Campuran bertonit ini berfungsi untuk mengangkut keluar tanahyang telah dikorek disamping menstabilkan dinding telaga yang dibina, seterusnya air dipamkan

keluar oleh mesen pengepam. Kos pembinaannya jauh lebih murah berbanding dengan kospembinaan empangan yang bernilai jutaan ringgit. Setiap perigi yang digerudi dan digali lengkapdengan sistem salirannya hanya melibatkan kira-kira RM: 30,000 sahaja dan ia dapatmembekalkan air kepada 60,000 hingga 100,000 pengguna. Manakala mesen gerudi itu pulaberharga RM: 2 juta dan ia boleh menggali telaga tanpa had.

3. Namun begitu walaupun pengambilan air bawah tanah adalah mudah dan murah tetapi iamestilah sistematik dan terkawal. Jika air diambil dari sumber Akuifug mungkin tidak begitumemberikan kesan yang besar kerana geologi granit yang mendasarinya adalah kukuh dan stabiltetapi jika pengambilan air secara berlebihan daripada sumber Akuiklud ianya amat merbahayadan beresiko tinggi khususnya dalam jangka masa panjang. Selain itu kita juga haruslahmemahami bahawa sistem akuifer terutamanya daripada jenis akuiklud adalah penyumbang airyang tetap kepada sistem saliran khususnya sungai dan tasik. Sifatnya yang konduitmembenarkan air di atasnya mengalir sebagai aliran air bawah tanah yang amat penting untukmenjamin air sungai yang ada berterusan mengalir. Mengharapkan air hujan dan air lariansemata-mata adalah tidak mencukupi bagi menambahkan kuantiti air sungai dan juga empangan.Air tanahlah yang sebenarnya membekalkan aliran dasar (Base Flow) kepada sungai. Justeruitu penggunaan air bawah tanah adalah satu langkah penyelesaian jangka pendek sahaja.

Soalan Latihan:

Soalan 1:

a) Apakah yang dimaksudkan dengan air tanih? . [ 3 Markah]

b) Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar susupan air ke dalam tanah disesebuah kawasan. [10 Markah].

c) Bincangkan kepentingan sumber air tanah kepada kitar hidrologi dan juga kepadamanusia. [ 12 Markah]

Soalan 2:

a) Apakah yang dimaksudkan dengan akuifer?. [ 3 Markah]


9/9

b) Huraikan ciri-ciri sesebuah akuifer. [ 8 Markah]

c) Jelaskan faktor-faktor yang boleh menentukan simpanan air dalam tanah.[8 Markah ]

d) Bagaimana aktiviti pembandaran mempengaruhi sistem akuifer. [6 Markah ]

Soalan 3:

a) Tunjukkan bagaimana sumber air tanah di Malaysia boleh dijana untuk kegunaanpenduduknya. [ 5 Markah]

b) Huraikan bagaimanakah aktiviti-aktiviti manusia boleh menjejaskan kualiti airtanah di Malaysia. [10 Markah]

c) Cadangkan langkah-langkah yang boleh diambil bagi menjamin sumber air tanah

di Malaysia sentiasa bersih dan berterusan. [10 Markah]

Documents

PBS 3 - Air Tanah