Spring Development May Be a Clean Water Option for Some Communities

Spring development as a clean water source may be an option when natural springs are located nearby.

Note: The content on this page has been adapted from technical notes published by USAID, entitled “Water for the World”.

A spring or seep is water that reaches the surface from some underground supply, appearing as small water holes or wet spots on hillsides or along river banks.

The flow of water from springs and seeps may come from small openings in porous ground or from joints or fissures in solid rock.

There are two categories of springs:

Gravity springs, which include

*depression springs;

*contact springs; and

*fracture or tubular springs.

Artesian springs, which include

*Artesian fissure springs; and

*Artesian flow springs.

Depression springs are formed when the land surface dips (forms a depression) and makes contact with the water table in permeable material. Water yield will be good if the water table is high, but the amount of available water may fluctuate seasonally. A gravity depression spring may not be suitable for a drinking water source since it may dry up.

Contact springs are formed when downward movement of underground water is restricted by an impervious underground layer and the water is pushed to the surface. This type of spring usually has a very good flow throughout the year and is a good water source.

Fracture and tubular springs are formed when water comes from the ground through fractures or joints in rocks. Often the discharge is at a single point and protection is relatively easy. Fracture and tubular springs also offer a good source of water for a community supply.

Artesian springs occur when water is trapped between impervious layers and is under pressure (see “Groundwater” ). There are two types of artesian springs: fissure and artesian flow.

Artesian fissure springs result from water under pressure reaching the ground through a fissure or joint. Yield from Artesian spring development will be very good and this source is excellent for a community supply.

Artesian flow springs occur when confined water flows underground and emerges at a lower elevation. This type of spring occurs on hillsides and will also offer an excellent supply or water.

Before reaching the surface, spring water is generally free from harmful contaminants. To avoid contamination, the spring should be protected at the point where the water leaves the ground.

There are three methods of spring development for use as drinking water sources:

1. Spring boxes;

2. Horizontal wells; and

3. Seep development.

Spring Boxes

There are two basic types of intakes for spring development and collecting water from springs and seeps. The first, and easiest to install, is the spring box.

A small area is dug out around the spring and lined with gravel. A concrete box with a removable cover is placed over the spring to collect and store the water.

The cover prevents contamination and should be heavy enough to keep people from removing it to dip buckets and cups into the collection box. A tap and an overflow to prevent a back-up in the aquifer should be installed.

For springs that flow from one spot on level ground, an open-bottomed spring box should be placed over the opening to capture all available flow.

For spring development on a hillside, a box with an open back should be placed against the hillside and the water should be channeled into the collection box. See Figures 1 and 2 for examples of these types of spring collection.

Intakes for seeps and some springs can be perforated plastic or concrete pipe placed in trenches or collection ditches. The trenches are deep enough so that the saturated ground above them acts as a storage reservoir during times of dry weather.

Generally, the trenches should be 1 meter below the water level. Collection pipes are placed in the trenches which are lined with gravel and fine sand so that sediment is filtered out of the water as it flows into the pipes.

Clean, clear water flows from the collection pipes to the storage or collection box. See Figure 3 for an example of a spring box with collection pipes. For spring flows that cover a wide area, a concrete wall should be installed to collect all flow.

The cost of spring development is minimal and the system is relatively maintenance free. Disinfection of fresh spring water may not be required, but is always recommended. Since springs are generally located on hills, a simple gravity flow delivery system can be installed.

A disadvantage of spring development is that the quantity of available water may change seasonally. Local community members should be consulted as to the reliability of the source.

Horizontal Wells

Where a spring has a steeply sloping water table (steep hydraulic gradient), horizontal wells may be used for spring development. Horizontal well intakes must be located in an area with a sloping water table in order to have adequate discharge.

Pipes with open ends or with perforated drive points or well screens can be driven, jetted, or augured into an aquifer horizontally or at a shallow slope to tap it at a point higher than the natural discharge.

The pipe must also enter the aquifer deeply enough to ensure the required minimum flow throughout the year. The water supply reaches the surface by flowing from the tapped aquifer through the installed pipe. See Figure 4 for an example of intake placement for horizontal wells.

Horizontal wells are installed in a manner similar to driven and jetted wells except that care must be taken to prevent water from flowing through the annular space outside the pipe. Any flow can be stopped by grouting or by constructing a concrete cut-off wall packed with clay backfill.

The advantages and disadvantages of spring development of this type are similar to those of the spring box mentioned above. Horizontal wells are fairly inexpensive, spring water is relatively clean, and gravity flow may be acceptable. Springs with flat water tables are not suitable for the use of horizontal wells, and the quantity of water may fluctuate with the season.

Seep Development

If water seeps from the ground and covers an area of several square meters, a third method may be used. Pipes can be laid to collect the underground water and transport it to a collection box as shown in Figure 3. A poured concrete wall just downslope of the pipes can trap the water for more efficient collection.

With this seep water collection method, maintenance costs are higher as pipes often clog with soil or rocks. Also, the expense and difficulty of construction may prohibit its use. Unless the seep supplies abundant quantities of water, this method should not be considered.

Source :


Earth’s water is older than the Sun, scientists claim

Earth’s wa­ter is old­er than the Sun, sci­en­tists have con­clud­ed. The find­ing makes it seem like­ly, they say, that the life-sustaining liq­uid is com­mon in plan­e­tary sys­tems be­yond our own.

Al­though sci­en­tists have no doubt that there was wa­ter be­fore the Sun, it has­n’t been clear wheth­er Earth’s wa­ter, spe­cif­ic­ally, orig­i­nat­ed in that dis­tant past. In­stead, wa­ter could have bro­ken down, then re-formed out of its com­po­nents, as our so­lar sys­tem de­vel­oped.

Wa­ter is now found in some form not just on Earth, but on icy comets and moons, in the shad­owed basins of Mer­cu­ry, and in sam­ples from me­te­orites, the Moon, and Mars. The new work con­cludes that much of this wa­ter likely orig­i­nat­ed as ices float­ing around space be­fore the Sun came to­geth­er.

Ev­i­dence in­di­cates that in its youth, the Sun, like many stars, was sur­rounded by a ring-like “proto­plan­e­tary disk” of gas­e­ous, dusty ma­te­ri­al. That stuff gave rise to the plan­ets. But it has been un­clear, ac­cord­ing to the stu­dy’s au­thors, wheth­er the wa­ter in this disk pre-dated the Sun, or wheth­er chem­i­cal re­ac­tions in the disk it­self re-formed the wa­ter out of its com­po­nents, hy­dro­gen and ox­y­gen.

Why this is im­por­tant? Conel Al­ex­an­der, a co-author of the new stu­dy, from the Car­ne­gie In­sti­tu­tion for Sci­ence in Wash­ing­ton, D.C., gave one answer. “If wa­ter in the early so­lar sys­tem was pri­marily in­her­it­ed as ice” from the vast voids of space be­tween the stars, he ex­plained, “then it is likely that si­m­i­lar ices… are abun­dant in most or all proto­plan­e­tary disks around form­ing stars.”

“But if the early so­lar sys­tem’s wa­ter was largely the re­sult of lo­cal chem­i­cal pro­cess­ing dur­ing the Sun’s birth, then it is pos­si­ble that the abun­dance of wa­ter varies con­sid­erably in [new] plan­e­tary sys­tems, which would ob­vi­ously have im­plica­t­ions for the po­ten­tial for the emer­gence of life else­where.”

The re­searchers—led by L. Il­se­dore Cleeves from the Uni­vers­ity of Michi­gan—looked at sam­ples of hy­dro­gen in its reg­u­lar form and in a heav­i­er form, or iso­tope, called deu­ter­i­um. Iso­topes are at­oms of the same el­e­ment that dif­fer in the num­ber of neu­trons, a sub­a­tom­ic par­t­i­cle, per at­om.

Weight dif­ference be­tween iso­topes lead to slight dif­ferences in their be­hav­ior dur­ing chem­i­cal re­ac­tions. As a re­sult, the rel­a­tive amounts of the iso­topes with­in wa­ter can tell sci­en­tists about the con­di­tions un­der which the wa­ter formed. For ex­am­ple, wa­ter-ice in space is deu­ter­i­um-rich be­cause it forms in cold con­di­tions. Wheth­er chem­i­cal pro­cess­ing dur­ing the Sun’s birth could al­so pro­duce such deu­ter­i­um-rich wa­ter was un­clear.

The re­search­ers cre­at­ed com­put­er sim­ula­t­ions of a pro­to­plan­e­tary disk to see wheth­er, by it­self, this chem­i­cal pro­cess­ing could pro­duce deu­ter­i­um-rich wa­ter ice such as is found in me­te­or­ite sam­ples, Earth’s oceans, and comets. They found that it could not, so that our wa­ter probably pre-dates the sun. The find­ings are pub­lished on­line Thurs­day in the jour­nal Sci­ence.

Source : 13/11/2014


Aplikasi Teknologi SIMBAT di Pulau Kecil



Jumlah pulau kecil yang sudah bernama di Indonesia, paling sedikit ada 13.466. Dari jumlah tersebut yang letaknya terluar ada 92 ( Ada kurang lebih 6.000 pulau kecil berpenduduk. Diantaranya berpenduduk padat. Mata pencaharian penduduk umumnya sebagai nelayan tradisional. Sebagian wilayah kepulauan Indonesia dilaui jalur ALKI (Alur Laut Kepulauan Indonesia) / Indonesia Sea Lane, dimana banyak pulau kecil dijalur tersebut. Kondisi demikian memicu perkembangan kegiatan ekonomi diwilayah ini baik disektor wisata baharí dan perikanan. Khusus di Indonesia Timur, kawasan ini secara alami merupakan jalur Indonesia Trough Flow/Arlindo (Arus lintas Indonesia) dari Samudera Pasifik ke Samudera Hindia, yang membuat wilayah ini sangat dipengaruhi oleh parameter alam seperti angin, cuaca, iklim dll.

Keterbatasan sumberdaya alam untuk mendukung aktivitas mereka dipulau kecil sangat bisa dirasakan, seperti keterbatasan sumberdaya airtanah. Penduduk memerlukan biaya besar untuk memperoleh air bersih (fresh-water) dengan pergi berlayar kepulau lain Disini disamping biaya untuk berlayar, juga memerlukan waktu panjang untuk sekedar memperoleh air bersih dalam volume hanya beberapa liter.

Pulau kecil rentan terhadap iklim yang berubah-ubah misalnya perubahan musim hujan dan kemarau. Taifu juga merupakan hal yang mudah menimbulkan kerentanan dipulau kecil, terutama sumberdaya airtanahnya.

Masalah lain yang bersifat sosial kemasyarakatan adalah tingkat pendidikan penduduk dalam melakukan konservasi dan preservasi sumberdaya alam masih sangat kurang dan mengakibatkan kerentanan pada sumberdaya airtanahnya.

Tingkat keterbatasan ketersediaan airtanah / airbersih di pulau kecil sebagaimana tersebut diatas memerlukan rekayasa airtanah (groundwater engineering) dengan membuat dan sekaligus memperbesar kapasitas lensa akuifer (aquifer lenses of groundwater) sebagai penjebak airtanah bersih (fresh water) untuk dikonsumsi penduduk setempat. Air bersih pada akuifer lensa di pulau kecil merupakan sumberdaya airtanah yang rentan dipengaruhi oleh kondisi alam sekitar, sehingga memerlukan suatu kajian, pengembangan dan pengelolaan yang tepat untuk bisa menjadi sumber air yang berkelanjutan dan aman. Pengelolaan sumberdaya airtanah dipulau kecil untuk memperoleh keseimbangan antara pengambilan airtanah yang diijinkan dan teknologi pengambilan airtanah yang benar serta teknologi pengimbuhan air kedalam akuifer adalah hal lain yang penting untuk dikaji.

Pengamatan perubahan DHL (daya hantar listrik) pada sejumlah sumur yang dibuat antara sebelum dan sesudah hujan di Pulau Kapoposan, Propinsi Sulawesi Selatan, menunjukkan bahwa DHL sesudah hujan lebih kecil dari pada sebelum hujan terutama pada bagian atas air sumur (Utomo, E.P., dan Saifudin, 1996). Kondisi tersebut telah menginspirasi pembuatan paritan SIMBAT. Paritan ini dibuat sebagai penjebak air hujan. Dimensinya disesuaikan pada ketersediaan lahan Pantauan tentang kualitas airtanah menunjukkan bahwa semakin sering hujan, nilai DHL akan semakin kecil pada paritan SIMBAT tersebut. Dengan kata lain telah terjadi jebakan airbersih (freshwater) atau telah terbentuk lensa akuifer pada konstruksi paritan dimana air bersih terjebak didalamnya, walaupun dalam jumlah terbatas. Lapisan air bersih hanya ada di bagian atas air payau. Selanjutnya kedua penulis tersebut mengusulkan suatu konstruksi paritan SIMBAT (infiltrasi) dengan dimensi lebih besar. Pada gambar 2.17 adalah skematik hubungan posisi antara air tawar pada akuifer lensa dan air asin dan paritan SIMBAT.

Dengan kondisi nilai DHL semakin kecil, membuktikan bahwa air asin semakin turun kebawah karena tekanan isian air hujan (recharge) sehingga zona air tawar semakin luas dibawah permukaan tanah. Pada pulau atol, komposisi batuan terdiri dari batugamping dengan permeabilitas tinggi didekat permukaan (Fakland A.,1991).

Desain paritan SIMBAT yang diterapkan untuk penjebak air tawar dari air hujan dapat dilihat pada gambar 2.18. Terdiri dari pipa PVC dengan dimensi disesuaikan dengan ketersediaan lahan. Konstruksi pipa berpori diletakkan horisontal dan sedikit dibawah permukaan airtanah yang ada. Dengan pengambilan airtanah yang terkendali melalui pipa sebagaimana dalam desain ini, maka penurunan muka airtanah dan proses upconing (bentuk kerucut intrusi air asin dari bagian bawah) akan terminimisasi. Sebagai acuan air bersih (freshwater) adalah standar WHO 1971, yaitu nilai DHL < 2500 µmhos/cm atau ion klorida < 600 mg/l. Pemonitoran kualitas airtanah untuk bisa diminum atau sebaliknya berdasarkan besaran nilai DHL atau kandungan ion klorida tersebut.


 Utomo,E.P. and Saifudin, 2002, Water Resources Enhancement on the small island of Kapoposang, Indonesia. Proceedings of the 4th International Symposium on Artificial Recharge of Groundwater, ISAR-4, Adelaide, South Australia, September 22-26 2002. Theme: Management of Aquifer Recharge for Sustainability, pp.499-502. Published by A.A. Balkema publisher. ISBN 90 5809 527 4


Teknologi SIMBAT (Simpanan dan Imbuhan Buatan untuk Airtanah)

Salah Satu Metoda untuk Peningkatan Daya Dukung Sumberdaya Airtanah Guna Pemenuhan Kebutuhan Air Bersih di Daerah Sulit Air


Latar Belakang

Kekeringan dimusim kemarau dan bencana banjir dimusim hujan merupakan peristiwa yang setiap tahun berulang di Indonesia. Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan groundwater engineering / rekayasa airtanah, dalam hal ini dengan membuat artificial storage, recharge and recovery of groundwater (ASRRG) / SIMBAT (Simpanan dan Imbuhan Buatan untuk Airtanah). Infiltration pond / Kolam infiltrasi yang dilengkapi dengan injection well / sumur injeksi dan monitoring well / sumur pantau dibuat untuk tujuan tersebut. Semakin banyak sumur injeksi dibuat, maka akan semakin besar air yang dapat tersimpan didalam tanah.


  1. Memperbaiki kualitas airtanah.
  2. Mengurangi kekurangan air / kekeringan di musim kemarau
  3. Menyediakan airtanah disaat puncak kebutuhan airtanah
  4. Menaikkan muka airtanah
  5. Perlindungan airtanah dari pencemaran permukaan tanah dan kehilangan air karena penguapan.
  6. Mengurangi dampak lingkungan, seperti banjir dan pencemaran.
  7. Menciptakan kemandirian suplai air bersih (freshwater) di pulau kecil.
  8. Mendukung swasembada energi mikrohidro di pedesaan, dll.

Aplikasi dan Manfaat

  1. Mendukung penggunaan airtanah yang berkelanjutan tanpa merusak lingkungan
  2. Merupakan teknologi konservasi / pelestarian dan preservasi / pemeliharaan airtanah.

Informasi lain

  1. Potensial untuk untuk diterapkan pada daerah padat penduduk, perkantoran pemerintah, swasta, komplek perumahan, lingkungan pabrik, kawasan industri dan daerah sulit air lainnya

Dianjurkan dengan sangat untuk diterapkan diwilayah pesisir, pulau kecil dan daerah sulit air dalam rangka kemandirian sumberdaya airtanah bersih (freshwater) diwilayah tersebut.


Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Pengukuran Potensi Mikrohidro

  1. Pengukuran debit sungai

Pengukuran ini dimaksudkan untuk mengetahui jumlah debit yang terdapat pada sungai untuk selanjutnya digunakan menghitung daya.   Pengukuran debit ini dilakukan dengan menggunakan alat current meter.

  1. Pengukuran profil sungai/saluran

Pengukuran profil sungai dilakukan dengan menggunakan GPS dan total station untuk mengetahui kemiringan sungai

  1. Pengukuran tinggi jatuh (head)

Pengukuran dilakukan di sepanjang sungai dari hulu sungai, yang diperkirakan merupakan lokasi dam, sampai hilir, yang diperkirakan tempat instalasi mesin pembangkit.

  1. Pengamatan Demografis

Pengamatan ini dimaksudkan untuk mengetahui jarak antara wilayah yang mempunyai potensi mikrohidro dengan pemukiman. Selain itu juga dimaksudkan untuk mengetahui penggunaan dan kebutuhan energi oleh masyarakat.



  1. GPS untuk mengukur posisi dan elevasi
  2. Alat pengukur debit : current meter dan stopwatch
  3. Meteran
  4. Alat Tulis


Perhitungan dan Analisis Potensi Mikrohidro

1. Perhitungan daya listrik
Secara teoritis daya listrik yang dapat dihasilkan dari tenaga air mengikuti persamaan berikut:
Daya Teoritis (P) = Debit Air (Q) x Head (H) x konstanta gravitasi (g)

Dengan P dalam kW, Q dalam m3/s dan g = 9,81 m/s2 Atau; P = 9,81 x Q x H (kW)

Bagaimanapun, tidak ada sistem yang sempurna sehingga selalu terjadi kehilangan energi sewaktu energi potensial air diubah menjadi energi listrik.

Besarnya energi yang hilang ini dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu:
Kerugian/losses pipa pesat/penstock

  • Efisiensi turbin
  • Efisiensi generator
  • Efisiensi trafo
  • Efisiensi jaringan
  • Efisiensi sistem kontrol
  • Efisiensi konstruksi sipil

Sehingga persamaan di atas menjadi:

Pnetto = 9,81 x Q x H x Et (kW)

Dengan Pnetto adalah Daya listrik yang dapat dimanfaatkan,

Et = Efisiensi total sistem

Dari beberapa referensi dapat diketahui bahwa untuk sistem pembangkit kecil, sebagai acuan kasar dapat digunakan harga Et = 50%

Dari hasil pengukuran yang telah dilaksanakan di atas maka dapat dihitung potensi mikrohidro yang dapat dihasilkan:

Pnetto = 9,81 x Q x H x 50%

Penambahan kapasitas mikrohidro
Untuk meningkatkan daya listrik yang dihasilkan PLTMH dapat digunakan tiga cara, yaitu:

  • Meningkatkan laju aliran (debit) air.
  • Meningkatkan tinggi jatuh (head).
  • Meningkatkan efisiensi sistem pembangkit.

Beberapa cara dapat digunakan untuk meningkatkan tinggi jatuh (head) ini, diantaranya adalah dengan cara membendung hulu sungai dengan membangun suatu bendungan (dam) kecil. Dengan cara ini tinggi jatuh (head) total sistem instalasi pembangkit dapat ditingkatkan. Seberapa besar tinggi jatuh (head) dapat ditingkatkan tergantung dari besar dan tingginya bendungan (dam) yang dibangun.