Hidrogeologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air tanah dalam lapisan geologi. Ilmu ini mengkaji bagaimana air masuk ke dalam tanah, bagaimana ia bergerak di dalam akuifer, serta bagaimana ia berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya, termasuk air permukaan seperti sungai dan danau.
Hidrogeologi berfokus pada peran air tanah dalam siklus hidrologi, terutama dalam proses berikut:
- Infiltrasi: Air hujan yang meresap ke dalam tanah.
- Perkolasi: Pergerakan air dari lapisan tanah atas ke lapisan bawah menuju akuifer.
- Aliran air tanah: Pergerakan air melalui pori-pori tanah atau retakan batuan.
- Discharge (Pengeluaran): Air tanah yang keluar kembali ke permukaan melalui mata air atau rembesan ke sungai dan danau.
Akuifer
Akuifer adalah lapisan batuan atau tanah yang dapat menyimpan, menyalurkan, dan mengalirkan air tanah dalam jumlah yang cukup sehingga dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia. Akuifer berfungsi sebagai reservoir alami air tanah yang menjadi sumber utama bagi sumur, mata air, dan aliran dasar sungai (baseflow).
Akuifer dapat ditemukan pada berbagai kedalaman, mulai dari dekat permukaan tanah hingga lebih dari 9.000 meter di bawah permukaan bumi. Akuifer yang berada lebih dekat ke permukaan lebih sering dimanfaatkan untuk suplai air bersih dan irigasi, karena lebih mudah diakses dan cenderung lebih cepat terisi ulang melalui hujan lokal dan infiltrasi air permukaan.
Meskipun akuifer sering dikira sebagai danau atau sungai bawah tanah, sebenarnya mereka terdiri dari lapisan batuan berpori yang jenuh air, di mana air mengisi celah dan ruang di antara butiran batuan atau retakan batuan.
Jenis Akuifer Berdasarkan Kedalaman dan Lapisan Penutupnya
Akuifer Bebas (Unconfined Aquifer)
- Merupakan akuifer yang bagian atasnya tidak tertutup oleh lapisan kedap air.
- Air tanah dalam akuifer ini berhubungan langsung dengan atmosfer dan dapat dengan mudah terisi ulang oleh air hujan atau limpasan permukaan.
- Contoh: Sumur gali dangkal yang langsung mendapatkan air dari air tanah bebas.
Akuifer Tertekan (Confined Aquifer)
- Berada di antara dua lapisan kedap air (aquitard), sehingga air di dalamnya terjebak di bawah tekanan.
- Ketika dilakukan pengeboran, air dapat naik sendiri ke permukaan tanpa perlu dipompa (artesis).
- Contoh: Sumur artesis dalam yang menghasilkan air dengan tekanan alami.
Akuifer Semi-Tertekan (Leaky Aquifer)
- Akuifer ini memiliki lapisan semi-kedap (semi-permeable), sehingga masih memungkinkan perembesan air dalam jumlah terbatas.
Jenis Akuifer Berdasarkan Material Penyusun
Akuifer Aluvial
- Terbentuk dari material sedimen seperti pasir, kerikil, dan lempung.
- Biasanya memiliki porositas tinggi sehingga mampu menyimpan banyak air.
Akuifer Karst
- Terbentuk di batuan kapur (karst) yang mengalami pelarutan, sehingga memiliki rongga besar yang dapat menyimpan air.
- Aliran air dalam akuifer ini cepat tetapi sulit diprediksi karena mengikuti sistem gua bawah tanah.
Akuifer Vulkanik
- Terbentuk dari batuan vulkanik yang mengalami pelapukan, biasanya memiliki sistem retakan dan pori-pori yang baik untuk penyimpanan air.
Aquitard
Aquitard adalah lapisan geologi yang memiliki porositas rendah dan permeabilitas sangat kecil, sehingga tidak dapat mengalirkan air dengan cepat. Namun, aquitard masih memungkinkan terjadinya perembesan (leakage) air tanah dalam jumlah yang sangat terbatas.
Aquitard sering ditemukan di antara akuifer bebas dan akuifer tertekan, berfungsi sebagai pembatas atau penghambat aliran air tanah, tetapi tidak sepenuhnya kedap air seperti aquiclude.
Aquiclude
Aquiclude adalah lapisan tanah atau batuan yang memiliki porositas tinggi tetapi permeabilitas sangat rendah, sehingga mampu menyimpan air tetapi tidak dapat mengalirkannya secara signifikan. Dengan kata lain, aquiclude bertindak sebagai penghalang (barrier) alami dalam sistem air tanah dan tidak memungkinkan air mengalir melalui lapisan tersebut.
Aquiclude sering ditemukan di bawah atau di atas akuifer, berfungsi sebagai lapisan pembatas yang mencegah air tanah berpindah ke lapisan lain. Karakteristik Aquiclude:
- Porositas tinggi: Mampu menyimpan air dalam jumlah tertentu.
- Permeabilitas sangat rendah: Hampir tidak memungkinkan air mengalir melewatinya.
- Bertindak sebagai lapisan kedap air yang menghambat pergerakan air tanah.
- Terbentuk dari material bertekstur halus seperti lempung padat, serpih, dan batuan kristalin.
Muka Air Tanah (Water Table)
Muka air tanah adalah batas antara zona jenuh dan zona tidak jenuh dalam tanah, di mana tekanan air tanah sama dengan tekanan atmosfer. Muka air tanah menunjukkan ketinggian air tanah bebas yang dapat ditemukan ketika menggali tanah atau mengebor sumur.
Muka air tanah sangat penting dalam hidrogeologi karena menentukan kedalaman air tanah yang dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan domestik, pertanian, dan industri.