INFILTRASI
I.
TUJUAN
Agar
mahasiswa dapat menghitung kapasitas infiltrasi
II.
DASAR TEORI
Infiltrasi
adalah proses masuknya air hujan dari permukaan tanah ke dalam lapisan
permukaan tanah dan turun menuju permukaan air tanah. Infiltrasi dari segi
hidrologi sangat penting, karena hal tersebut menandai peralihan dari air
permukaan yang bergerak cepat menuju air dalam tanah yang bergerak lambat.
Laju
infiltrasi adalah banyaknya air persatuan waktu yang masuk melalui permukaan
tanah. Laju infiltrasi terbesar pada saat permulaan hujan dan menurun hingga
mencapai angka minimum yang konstan. Laju infiltrasi dipengaruhi oleh variasi
intensitas hujan.
Kapasitas
infiltrasi adalah nilai maksimum dimana air bisa memasuki tanah pada suatu
titik tertentu pada seperangkat kondisi tertentu. Kapasitas infiltrasi akhir
diperoleh saat seluruh bagian profil telah jenuh dengan airpada waktu tertentu.
Kapasitas infiltrasi dipengaruhi oleh kondisi permukaan tanah, perakaran
tanaman,suhu, dll.
III.
ALAT DAN BAHAN
1. Double
ring infiltrometer
2. Stop
Watch
3. Plastik
4. Ember
air
5. Kertas
millimeter
IV.
CARA KERJA
Pengukuran
kapasitas infiltrasi dilakukan dengan alat double ring infiltrometer yang
terbuat dari baja dengan diameter ring tengah 16,5 cm serta tinggi 25 cm dan
ring luar diameter 27,5 cm dengan tinggi 15 cm.
Cara meggunakan double ring
infiltrometer :
1. Double
ring infiltrometer dimasukkan ke dalam tanah sampai sedalam separuh dari tinggi
alat dengan kedudukan diusahakan tegak lurus jangan sampai rusak atau
pecha-pecah.
2. Untuk
menghindari kerusakan struktur tanah dalam silinder, maka sebelum dituangkan
air terlebih dahulu tanah ditutup plastic baru kemudian air dituangkan di atas
plastic tersebut.
3. Sebelum
penuangan air pada silinder tengah, silinder luar diisi air supaya perembesan
kearah luar bisa dikurangi, ring tengah harus selalu terisi air selama proses
pengamatan.
4. Setelah
air diisikan ke dalam ring tengah, dengan cepat plastic ditarik dan ditambah
air sampai ketinggian tertentu lalu dibaca skala penurunan air tiap 5 menit
sampai penurunan air dalam silinder mencapai konstan.
5. Kekurangan
air selalu ditambah dan selalu dijaga agar ring tidak dalam keadaan kosong
serta dibaca batas penambahannya sampai penurunannya kostan. Penurunan konstan
ini bisa mencapai waktu lebih dari 120 menit untuk setiap kali pengukuran plot.
- HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
1. BAWAH
TEGAKAN
|
NO
|
WAKTU (')
|
PENURUNAN AIR(mm)
|
|
1
|
5
|
60
|
|
2
|
5
|
47
|
|
3
|
5
|
35
|
|
4
|
5
|
30
|
|
5
|
5
|
30
|
|
6
|
5
|
28
|
|
7
|
5
|
28
|
|
8
|
5
|
28
|
Sumber Data :
Grafik I
Fo didapat dari perpanjangan kurva laju infiltrasi.
|
t(jam)
|
0
|
0,083
|
0,167
|
0,25
|
0,333
|
0,417
|
0,5
|
0,583
|
0,667
|
|
f(cm/jam)
|
90
|
72
|
56,4
|
42
|
36
|
36
|
33,6
|
33,6
|
33,6
|
|
f-fc
|
56,4
|
38,4
|
22,8
|
8,4
|
2,4
|
2,4
|
0
|
0
|
0
|
|
Log(f-fc)
|
1,751
|
1,584
|
1,358
|
0,924
|
0,380
|
0,380
|
|
|
|
Contoh Perhitungan:
1.
t =
0,083
=
5/60 = 0,083 jam
f(cm/jam) = (60/5)x6 = 72
f-fc = 72- 33,6 = 38,4
log (f-fc) = log (38,4)
= 1,584
2.
t=
0,167 à 10/60 = 0,167jam
f(cm/jam)= (60/5)x4,7 = 56,4
f-fc = 56,4- 33,6 = 22,8
log (f-fc) = log (22,8)
=
1,358
3.
t=
0,25 à 15/60 =
0,25jam
f(cm/jam)= (60/5)x3,5 = 42
f-fc = 42- 33,6 = 8,4
log (f-fc) = log (8,4)
=
0,924
Sumber
data : Grafik II
Slope : m = - a : b
= - 0,55 :
1,751
= - 1/3,184
Persamaan :
1.
m = - 1/3,184
2.
m = - 1/ k log e
Jadi k log e =
3,184
k 0,4343 = 3,184
k =
7,33
maka
persamaan ICC ( Infiltration Capacity Curve)
f = fc + (fo-fc)e-kt
= 33,6 + (90-33,6)e-7,33t
= 33,6 + (56,4) e-7,33t
Tebal air yang
terinfiltrasi (F)
= t1∫t2
(33,6 + (56,4) e-7,33t)dt
B.
JALAN SETAPAK
|
NO
|
WAKTU (')
|
PENURUNAN AIR(mm)
|
|
1
|
5
|
55
|
|
2
|
5
|
4
|
|
3
|
5
|
27
|
|
4
|
5
|
28
|
|
5
|
5
|
25
|
|
6
|
5
|
12
|
|
7
|
5
|
12
|
|
8
|
5
|
21
|
|
9
|
5
|
19
|
|
10
|
5
|
19
|
|
11
|
5
|
19
|
Sumber Data :
Grafik III
fo didapat dari perpanjangan kurva laju infiltrasi.
|
t(jam)
|
0
|
0,083
|
0,167
|
0,25
|
0,333
|
0,417
|
0,5
|
0,583
|
0,667
|
0,75
|
0,833
|
0,917
|
|
f(cm/jam)
|
100
|
66
|
48
|
32,4
|
33,6
|
30
|
14,4
|
14,4
|
25,2
|
22,8
|
22,8
|
22,8
|
|
f-fc
|
77,2
|
43,2
|
25,2
|
9,6
|
10,8
|
7,2
|
-8,4
|
-8,4
|
2,4
|
0
|
0
|
0
|
|
Log(f-fc)
|
1,888
|
1,635
|
1,401
|
0,982
|
1,033
|
0,857
|
|
|
0,380
|
|
|
|
Sumber
data : Grafik II
Slope : m = - a : b
= - 0,65 :
1,888
= - 1/ 2,905
Persamaan :
1.
m = - 1/ 2,905
2.
m = - 1/ k log e
Jadi k log e =
2,905
k 0,4343 = 2,905
k =
6,69
maka
persamaan ICC ( Infiltration Capacity Curve)
f = fc + (fo-fc)e-kt
= 22,8 + (100-22,8)e-6,69t
= 22,8 + (77,2) e-6,69t
Tebal air yang
terinfiltrasi (F)
= t1∫t2
(22,8 + (77,2) e-6,69t)dt
C.
RERUMPUTAN
|
NO
|
WAKTU
(')
|
PENURUNAN
AIR(mm)
|
|
1
|
5
|
12
|
|
2
|
5
|
9
|
|
3
|
5
|
8
|
|
4
|
5
|
8
|
|
5
|
5
|
7
|
|
6
|
5
|
7
|
|
7
|
5
|
7
|
Sumber Data :
Grafik III
fo didapat dari perpanjangan kurva laju infiltrasi.
|
t(jam)
|
0
|
0,083
|
0,167
|
0,25
|
0,333
|
0,417
|
0,5
|
0,583
|
|
f(cm/jam)
|
15
|
14,4
|
10,8
|
9,6
|
9,6
|
8,4
|
8,4
|
8,4
|
|
f-fc
|
6,6
|
6
|
2,4
|
1,2
|
1,2
|
0
|
0
|
0
|
|
Log(f-fc)
|
0,820
|
0,778
|
0,380
|
0,079
|
0,079
|
|
|
|
Slope : m = - a : b
= - 0,333 : 0,7
= -1/ 2,102
Persamaan :
1.
m = - 1/ 2,102
2.
m = - 1/ k log e
Jadi k log e =
2,102
k 0,4343 = 2,102
k =
4,840
maka
persamaan ICC ( Infiltration Capacity Curve)
f = fc + (fo-fc)e-kt
= 8,4 + (15-8,4)e-4,840t
= 8,4 + (6,6)e-4,840t
Tebal air yang
terinfiltrasi (F)
= t1∫t2
(8,4 + (6,6)e-4,840t)
PEMBAHASAN
Infiltrasi adalah proses masuknya air dari permukaan ke
dalam tanah. Perkolasi adalah gerakan aliran air di dalam tanah (dari zone of
aeration ke zone of saturation). Infiltrasi berpengaruh terhadap saat mulai
terjadinya aliran permukaan dan juga berpengaruh terhadap laju aliran permukaan
(run off).
Infiltrasi adalah proses meresapnya air
atau proses meresapnya air dari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Dari
siklus hidrologi, jelas bahwa air hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian
akan meresap ke dalam tanah, sabagian akan mengisi cekungan permukaan dan
sisanya merupakan overland flow. Sedangkan yang dimaksud dengan daya infiltrasi
(Fp) adalah laju infiltrasi maksimum yang dimungkinkan, ditentukan oleh kondisi
permukaan termasuk lapisan atas dari tanah. Besarnya daya infiltrasi dinyatakan
dalam mm/jam atau mm/hari. Laju infiltrasi (Fa) adalah laju infiltrasi yang
sesungguhnya terjadi yang dipengaruhi oleh intensitas hujan dan kapasitas
infiltrasi.
Infiltrasi mempunyai arti penting terhadap
:
a.Proses Limpasan
a.Proses Limpasan
Daya infiltrasi menentukan besarnya air
hujan yang dapat diserap ke dalam tanah. Sekali air hujan tersebut masuk ke
dalam tanah ia akan diuapkan kembali atau mengalir sebagai air tanah. Aliran
air tanah sangat lambat. Makin besar daya infiltrasi, maka perbedaan antara
intensitas curah dengan daya infiltrasi menjadi makin kecil. Akibatnya limpasan
permukaannya makin kecil sehingga debit puncaknya juga akan lebih kecil.
b. Pengisian Lengas Tanah (Soil Moisture) dan Air Tanah
b. Pengisian Lengas Tanah (Soil Moisture) dan Air Tanah
Pengisian lengas tanah dan air tanah
adalah penting untuk tujuan pertanian. Akar tanaman menembus daerah tidak jenuh
dan menyerap air yang diperlukan untuk evapotranspirasi dari daerah tak jenuh
tadi. Pengisian kembali lengas tanah sama dengan selisih antar infiltrasi dan
perkolasi (jika ada). Pada permukaan air tanah yang dangkal dalam lapisan tanah
yang berbutir tidak begitu kasar, pengisian kembali lengas tanah ini dapat pula
diperoleh dari kenaikan kapiler air tanah.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi daya infiltrasi antara lain :
a. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah (surface detention) dan tebal lapisan jenuh
b.Kadar air dalam tanah
c. Pemampatan oleh curah hujan
d. Tumbuh-tumbuhan
e. Karakteristik hujan
f Kondisi-kondisi permukaan tanah
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi antara lain :
a. Jenis permukaan tanah
bCara pengolahan lahan
c.Kepadatan tanah
d. Sifat dan jenis tanaman.
a. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah (surface detention) dan tebal lapisan jenuh
b.Kadar air dalam tanah
c. Pemampatan oleh curah hujan
d. Tumbuh-tumbuhan
e. Karakteristik hujan
f Kondisi-kondisi permukaan tanah
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi antara lain :
a. Jenis permukaan tanah
bCara pengolahan lahan
c.Kepadatan tanah
d. Sifat dan jenis tanaman.
Apabila faktor-faktor di atas dipisahkan maka akan
terbagi menjadi 2 faktor pengaruh utama yaitu :
1.
Faktor
yang mempengaruhi air untuk tinggal di suatu tempat sehingga air mendapat
kesempatan untuk berinfiltrasi.
2.
Faktor
yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah.
Infiltrasi dapat diukur dengan beberapa cara :
1.
Infiltrometer
-
Flooding tipe (double ring infiltrometer)
-
Rainfall simulator
2.
Analisis
Hidrograp
Pada
praktikum kali ini digunakan alat double ring infiltrometer dan dilakukan pada
tiga lokasi, yaitu bawah tegakan, jalan setapak, dan rerumputan.
Infiltrometer merupakan suatu tabung baja silindris
pendek, berdiameter besar (atau suatau batas kedap air lainnya) yang mengitari
suatu daerah dalam tanah (Seyhan, 1990). Ring infiltrometer utamanya
digunakan untuk menetapkan infiltrasi kumulatif, laju infiltrasi, sorptivitas
dan kapasitas infiltrasi. Ada dua bentuk ring infiltrometer,
yaitu single ring infiltrometer dan double atauconcentric-ring infiltrometer. Single
ring infiltrometer umunya berukuran diameter 10-50 cm dan
panjang atau tinggi 10-20 cm. Ukuran double ring infiltrometer adalah ring
pegukur/ring dalam umunya berdiameter 10-20 cm, sedangkan ring
bagian luar (ring penyangga/buffer ring) berdiameter 50 cm (Balai
Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian, 2006). Untuk tujuan tertentu sering
digunakan ukuran ring yang lebih besar atau lebih kecil. Namun demikian,
pengguaan ring yang terlalu kecil juga menyebabkan semakin tingginya tingkat
kesalahan (error) pengukuran (Tricker, 1978 dalam Balai Besar Litbang
Sumberdaya Lahan Pertanian, 2006).
Pada dasarnya tidak ada perbedaan antara single
ring infiltrometer dan double, pengukuran dengansingle
ring infiltrometer dapat menggunakan lingkaran tengah double
ring infitrometer. Hanya saja yang membedakan kedua alat tersebut adalah
pendekatanya dimana untuk double ring infiltrometer, ring bagian
luar bertujuan untuk mengurangi pengaruh batas dari tanah agar air tidak dapat
menyebar secara lateral dibawah permukaan tanah.
penggunaan double ring infiltrometer,
lingkaran luar digunakan untuk mencegah peresapan keluar dari air dalam
lingkaran tengah setelah meresap ke dalam tanah. Ditujukan untuk mengurangi
pengaruh rembesan lateral. Oleh karena adanya rembesan lateral, sering
menyebabkan hasil pengukuran dari alat ini menjadi tidak mudah untuk
diekstrapolasikan ke dalam skala lapangan.
Model infiltrasi yang akan dipergunakan adalah metode
Horton:
f = fc + (f0 – fc).e-kt
Keterangan :
f =
laju infiltrasi (cm/menit)
f0 =
laju infiltrasi awal (cm/menit)
fc =
laju infiltrasi konstant (cm/menit)
k =
konstanta
t =
waktu (menit)
Dari hasil perhitungan, diperoleh
hasil f sebesar :
1.
bawah tegakan,
2.
Jalan setapak,
3.
Rerumputan,
Pada menunjukkan hasil terbesar yang
mengindikasikan
Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi
laju infiltrasi adalah :
1.
Dalamnya
genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh.
2.
Kelembaban
tanah
3.
Pemampatan
tanah oleh curah hujan
4.
Penyumbatan
oleh bahan yang halus (bahan endapan)
5.
Pemampatan
oleh orang dan hewan
6.
Struktur
tanah
7.
Tumbuh-tumbuhan
8.
Udara
yang terdapat dalam tanah
9.
Topografi
10.
Intensitas
hujan
11.
Kekasaran
permukaan
12.
Mutu
air
13.
Suhu
udara
14.
Adanya
kerak di permukaan.
Mw nax cara mendapatkan f cm/jam it bgaimna kk?
BalasHapus