Diagram sederhana sumur artesis di mana air naik karena tekanan alami.
Istilah "pompa artesis" seringkali merujuk pada sistem penyediaan air yang memanfaatkan tekanan alami dari akuifer tertekan. Berbeda dengan sumur biasa yang memerlukan pompa mekanis untuk mengangkat air dari bawah permukaan, air pada sumur artesis mampu memancar atau naik ke permukaan dengan sendirinya. Fenomena ini terjadi ketika sumur dibor menembus lapisan kedap air (aquitard) dan mencapai lapisan pembawa air (akuifer) yang berada di bawah tekanan hidrostatik tinggi. Tekanan ini berasal dari ketinggian air di area pengisian ulang akuifer yang jauh lebih tinggi daripada titik sumur dibor.
Meskipun secara teknis air memancar tanpa bantuan pompa, dalam konteks modern, istilah ini juga sering digunakan untuk merujuk pada sistem pompa submersible yang dipasang pada sumur dalam (deep well) untuk menjamin pasokan air stabil, terutama ketika tekanan alami sudah melemah atau tidak mencukupi untuk kebutuhan volume besar. Namun, fokus utama dari konsep artesis adalah efisiensi energi karena memanfaatkan sumber daya alam yang sudah bertekanan.
Keajaiban sistem artesis terletak pada geologi bawah permukaan. Ketika hujan atau sumber air permukaan meresap jauh ke dalam tanah, air tersebut terperangkap di antara dua lapisan batuan atau tanah liat yang kedap air. Jika lapisan akuifer ini memiliki kemiringan dan tertekan oleh beban batuan di atasnya, air akan terdorong secara horizontal hingga mencapai titik terendah di mana ia dapat bebas naik melalui lubang bor.
Ketinggian air yang dicapai di sumur artesis idealnya akan mencapai ketinggian yang sama dengan titik pengisian air di daerah yang lebih tinggi. Jika titik pengisian jauh lebih tinggi dari permukaan tanah di lokasi sumur, air akan memancar keluarāinilah yang disebut sumur artesis yang mengalir bebas (flowing artesian well). Fenomena ini sangat berharga karena menghasilkan air bersih tanpa memerlukan input energi listrik untuk pemompaan.
Penggunaan sistem yang memanfaatkan pompa artesis alami memberikan sejumlah keunggulan signifikan, terutama bagi daerah pedesaan atau pertanian yang membutuhkan volume air tinggi.
Namun, ada tantangan yang perlu diperhatikan, terutama terkait konservasi. Ketika banyak sumur artesis dibor di area yang sama tanpa regulasi, tekanan akuifer dapat menurun secara global. Penurunan tekanan ini menyebabkan sumur yang sebelumnya memancar kini hanya terisi sebagian, memaksa pengguna untuk beralih menggunakan pompa mekanis.
Meskipun konsep artesis ideal adalah aliran bebas, pada kenyataannya, banyak sumur dalam yang awalnya artesis kini membutuhkan bantuan pompa. Hal ini terjadi karena:
Dalam skenario ini, pompa submersible yang efisien menjadi solusi modern. Pompa ini dipasang jauh di dalam sumur, seringkali di bawah muka air tanah dinamis, untuk menarik air secara konsisten. Walaupun memerlukan investasi awal dan biaya listrik, sistem pompa modern memberikan kontrol penuh atas volume dan tekanan distribusi air, memastikan kebutuhan harian terpenuhi tanpa bergantung sepenuhnya pada kondisi geologis yang fluktuatif. Memahami karakteristik sumur, baik itu artesis alami atau sumur dalam yang memerlukan pompa, adalah kunci keberlanjutan penyediaan air bersih.