Tuesday 11 August 2015

Hubungan Antara Hukum Ohm dengan Hukum Darcy untuk Menentukan Parameter Akuifer

Hendry Darcy, seorang pakar hidraulik dari prancis mempublikasikan penelitian ilmiahnya mengenai aliran air dalam pasir yang dikenal dengan hukum Darcy. Sedangkan hukum ohm pertama kali ditemukan oleh Georg Ohm ilmuan fisika asal Jerman. Penemuannya yang terkenal adalah mengenai hubungan antara aliran listrik, tegangan dan tahanan konduktor dalam sirkuit yang dikenal dengan  hukum Ohm. Pergerakan aliran air dalam medium yang berpori hampir sama dengan pergerakan arus listrik yaitu mengalir dari potensial tinggi dan potensial rendah. Pergerakan aliran air dipengerahui oleh nilai hidraulik yang dapat diukur dengan melakukan tes pompa. Sedangkan aliran arus listrik dipengaruhi oleh konduktivitas elektron yang dapat diukuri dengan survey geolistrik dipermukaan.
Gambar dibawah ini merupakan ilustrasi aliran fluida sederhana yang melewati  kubus pada saat kondisi stabil dengan  panajang sisi t. pada kubus tersebut mengalir air sebesar Q dari sisi kiri (ABCD) dan keluar pada sisi kanan (MNOP). 

Berdasarkan hukum Darcy flux (q) merupakan laju aliran dibagi dengan luas potongan melintang dan memiliki dimensi yang sama dengan kecepatan dapat ditulis :
Perpindahan aliran air dalam kubus tersebut membawa ion-ion yang merupakan bagian dari air. Jika aliran air ini diberi arus listrik maka muatan elektron yang ada pada air tersebut ikut berpindah. Berdasarkan hukum Ohm dalam suatu rangkaian kuat arus listrik berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan penampangnya :
Analogi yang digunakan untuk kedua hukum tersebut seperti analogi yangkaian R-C. Pada rangkaian R-C besarnya arus yang mengalir dalam suatu rangkaian akan memiliki nilai yang sama dengan muatan yang ada pada kapasitor. Pada kasus air tanah rangakain R-C sama seperti hubungan antara hiraulik konduktivitas dengan resistivitas. Oleh sebab itu persamaan 1 dan 2 dapat ditulis sebagai berikut:
Muatan elektron yang mengalir pada medium menunjukan aliran fluida dalam tanah yang tergantung pada salinitas, porositas, kandungan mineral dan ukuran butir batuan. Karena medium diasumsikan bersifat homogen isotropik maka nilai Aq dan AJ dianggap konstan (A) sehingga persamaan 4 menjadi :
Dari persamaan 5 memiliki arti fisis bahwa hidraulik konduktivitas berbanding lurus dengan konduktivitas dan berbanding terbalik dengan nilai resistivitas. Nilai resistivitas yang rendah dipengaruhi oleh pori batuan yang terisi oleh air ataupun oleh mineral sehingga memiliki nilai hidraulik ynag tinggi. Dengan mengalikan persamaan 6 dengan ketebalan (t) maka akan diperoleh nilai transmisivitas akuifer 
Diaman T merupakan transmisivitas (m2/s) dan C adalah longitudinal konduktivitas (mho).
Hubungan antara parameter elektrik dengan parameter akuifer lainya baca Evaluasi Kualitas Air Tanah Dengan Menggunakan Metode Geolistrik






0 comments:

Post a Comment