Baca artikel ini untuk mempelajari tentang aliran air di tanah jenuh dan tak jenuh.
Aliran Air di Tanah Jenuh:
Kita tahu bahwa air tanah sebagian besar tersembunyi dan tidak dapat dilihat dan dipahami sebagai air permukaan. Namun, penyimpanan air tanah di zona jenuh atau reservoir air tanah merupakan bagian penting dari total sumber daya air. Dalam beberapa hal, reservoir air tanah mirip dengan reservoir air permukaan. Mereka juga memiliki kapasitas tertentu dan harus memiliki debit dan isi ulang. Aliran air di zona jenuh tanah terutama diatur oleh hukum Darcy yang menyatakan bahwa kecepatan aliran melalui media berpori sebanding dengan pangkat pertama gradien hidrolik.
Itu dapat dinyatakan sebagai:
V = K i
atau Q = KA i
Dimana Q adalah jumlah air yang mengalir dalam tanah.
jika konstan, tergantung pada porositas dan permeabilitas tanah dan disebut koefisien permeabilitas atau konduktivitas hidrolik material.
i adalah kehilangan kepala per satuan panjang atau gradien hidrolik,
Secara matematis i = h 1 – h 2 /L
V adalah kecepatan air dalam tanah
dan A adalah luas penampang yang dilalui air.
Dalam menurunkan persamaan ini, Darcy berasumsi bahwa ada sejumlah pipa kapiler di tanah yang dilewati air dengan cara yang sama seperti melewati pipa. Karena kecepatan dalam aliran laminar juga sebanding dengan pangkat pertama gradien hidrolik, aliran yang mematuhi hukum Darcy pada dasarnya adalah laminar. Menerapkan analogi yang sama dengan aliran melalui pipa , bilangan Reynold dapat digunakan sebagai indeks untuk menentukan rentang penerapan hukum Darcy.
Bilangan Reynold dinyatakan sebagai
R = Vd/γ
dimana V adalah kecepatan aliran
d adalah diameter butir rata-rata
γ adalah viskositas kinematis fluida
γ = μ/Ï = Viskositas dinamis fluida/Kerapatan fluida
Telah terlihat bahwa dalam media berpasir alami dan buatan dengan ukuran butir yang seragam, deviasi aliran dari keadaan laminar ke keadaan turbulen dimulai dengan nilai R antara 1 dan 10 tergantung pada bentuk dan kisaran ukuran butir. Hampir di semua kasus, aliran air tanah terlihat laminar dan karena itu mematuhi hukum Darcy.
Dalam sumur tabung juga di mana tingkat pemompaan cukup tinggi biasanya aliran mengikuti hukum Darcy sampai muka sumur. Tapi di muka sumur. Ini mungkin cenderung menjadi turbulen karena tingkat pemompaan yang tinggi. Pengamatan muka air tanah dapat dilakukan dengan sangat mudah dan akurat dengan mencatat tinggi muka air di sungai, sungai, dan sumur yang ada.
Aliran Air di Tanah Tak Jenuh:
Hukum Darcy untuk aliran air melalui tanah yang jenuh juga berlaku untuk tanah yang tidak jenuh. Air selalu mengalir ke arah penurunan energi. Jadi persamaan V = ki juga berlaku untuk tanah tak jenuh. Tidak seperti di tanah jenuh, luas penampang aliran berkurang karena kadar airnya lebih sedikit.
Ini juga menurunkan tingkat permeabilitas. Komplikasi lain dari tanah tak jenuh adalah tentang mengukur tekanan negatif. Untuk tanah yang jenuh energi dapat dengan mudah diukur dengan memasukkan tabung piezometer ke dalam tanah. Dalam massa tanah tak jenuh selain aliran air ada juga aliran uap. Sangat sulit untuk mengukur aliran uap melalui tanah. Aliran uap meningkat dengan penurunan kadar air tanah. Oleh karena itu, tidak ada perlakuan analitik yang sempurna dari aliran air melalui zona tak jenuh tanah yang masih layak dilakukan.
