Penetapan
Infiltrasi
Infiltrasi
adalah proses masuknya air dari permukaan ke dalam tanah. Infiltrasi dari segi
hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang
bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dan air tanah. Kapasitas
infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiknya dan derajat
kemampatannya, kandungan air dan permebilitas lapisan bawah permukaan, nisbi
air, dan iklim mikro tanah. Air yang berinfiltrasi pada tanah hutan karena
pengaruh gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan juga oleh tekanan
dari pukulan air hujan pada permukaan tanah.
Infilrasi
merupakan proses masuknya air dari permuakan kedalam tanah. Infiltarasi
berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan atau run off.
Infiltrasi dari segi hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan air
permukaan yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dari air
tanah.( Hardjowigeno,1993)
Kapasitas
infiltrasi suatu tanah dipengaruhi sifat – sifat fisiknya drajat kemapatannya,
kandungan air dan permiabilitas lapisan bawah permukaan nisbi air dan iklim
mikro tanah. Air yang berinfiltrasi pada suatu tanah hutan karena pengaruh
gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan pula oleh tekanan dari pukulan
air hujan pada permukaan tanah.Proses berlangsungnya air masuk ke permuakan
tanah kita kenal dengan infiltrasi. Laju infiltrasi dipengaruhi oleh tekstur
dan struktur, kelengasan tanah, kadar materi tersuspensi dalam air juga
waktu.(Suripin, 2001)
Dengan
mempelajari proses terjadinya dan faktor yang mempengaruhi dalam proses
infiltrasi terutama pada infiltrasi dibawah tegakan hutan, mahasiswa memahami
berbagi fungsi penting dari hutan sebagai salah satu media untuk meningkatkan
proses masuknya air dalam tanah sehingga peran hutan dalam mengendalikan aliran
permukaan nampak lebih jelas. Dengan memahami proses dan cara pengukurannya,
mahasiswa dapat melakukan analisis dan medesain pembangunan atau pengelolaan
suatu kawasan hutan dengan memperhatikan peran proses infiltrasi didalamnya.
Setelah
mempelajari kita akan mengerti dan memahami proses infiltrasi, faktor – faktor
yang mempengaruhi, mampu melakukan pengukuran dan perhitung untuk analisis
hidrologi suatu kawasan.Perkolasi merupakan proses kelanjutan aliran air
tersebut ke tanah yang lebih dalam.Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh,
kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya
gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi. Penentuan laju perkolasi
dapat dilakukan dengan memperhatikan kondisi fisik tanah
(permeabilitas,porositas dan tekstrur tanah), kedalaman air tanah dan topografi
daerah tinjauan serta sifat geomorfologi secara umum (Sudjarwadi, 1983).
Dari singkat
uraian diatas, maka diperluka percobaan atau pengamatan laju infiltrasi dan
perkolasi.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 sebagianakan 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.Kurva kapasitas
merupakan hubungan antara kapasitas infiltrasi dengan waktu yang terjadi selama
dan beberapa saat setelah terjadinya hujan.Kapasitas infiltrasi secara umum akan
tinggi pada awal terjadi nya hujan ,akan tetapi semakin lama kapasitas nya maka
akan mencapai penurunan hingga mencapai titik konstan. Besarnya penurunan ini
dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu:
•
Kelembapan tanah
•
Kompaksi
•
Penumpukan bahan liatan
•
Tekstur tanah
•
Struktur tanah
Menurut
knaap(1978) untuk mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara
yaitu:
•
Inflow-outflow
•
Analisis data hujan dan hidrograf
•
Double ring inflometer
Dari ketiga cara tersebut yang paling sering digunakan
pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu dengan menggunakan doble ring
inflometer.double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan
dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya
mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini paling sering
dilakukan.Infiltrasi didefinisikan sebagai proses masuknya air ke dalam tanah
melalui permukaan tanah. Umumnya, infiltrasi yang dimaksud adalah infiltrasi
vertikal, yaitu gerakan ke bawah dari permukaan tanah (Jury dan Horton, 2004).
Infiltrasi tanah meliputi infiltrasi kumulatif, laju infiltrasi dan kapasitas
infiltrasi. Infiltrasi kumulatif adalah jumlah air yang meresap ke dalam tanah
pada suatu periode infiltrasi. Laju infiltrasi adalah jumlah air yang meresap
ke dalam tanah dalam waktu tertentu. Sedangkan kapasitas infiltrasi adalah laju
infiltrasi maksimum air meresap ke dalam tanah (Haridjaja, Murtilaksono dan
Rachman, 1991).
Laju infiltrasi tertinggi dicapai saat air pertama kali
masuk ke dalam tanah dan menurun dengan bertambahnya waktu (Philip, 1969 dalam
Jury dan Horton, 2004). Pada awal infiltrasi, air yang meresap ke dalam
tanah mengisi kekurangan kadar air tanah. Setelah kadar air tanah mencapai
kadar air kapasitas lapang, maka kelebihan air akan mengalir ke bawah menjadi
cadangan air tanah (ground water) (Jury dan Horton, 2004).
Kapasitas
Infiltrasi
Kapasitas Infiltrasi adalah kurva
batas yang menggambarkan laju peresapan air maksimum dengan waktu untuk jenis
tanah tertentu (termasuk jenis penutup tanahnya).
Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi
:
f = fC + me- kt
Rumus
Horton
:
F
= laju infiltrasi pada
waktu t (mm/jam)
fc
= kapasitas infiltrasi
pada waktu t (mm/jam)
m
=
f0 - fc
f0
= kapasitas infiltrasi
awal pada t=0 mm/jam)
t
= waktu terhitung
mulainya hujan (menit)
K
= konstanta untuk jenis
tanah dan penutup tertentu (1/menit)
Perhitungan
Infiltrasi dan Laju Infiltrasi
Penentukan
besarnya infiltrasi dapat dilakukna dengan melalui tiga cara yaitu:
1) Menentukan perbedaan volume air
hujan buatan dengan volume air larian pada percobaan laboratorium menggunakan
simulasi hujan buatan (metode simulasi laboratorium).
2) Menggunakan alat ring infiltrometer
(metode pengukuran lapangan).
3)
Teknik pemisahan hidrograf aliran dari data aliran air hujan
(metode separasi hidrograf).
Pengukuran
Infiltrasi
Infiltrasi
dapat diukur dengan cara berikut :
a.
Dengan infiltrometer
Infiltrometer dalam bentuk yang paling sederhana terdiri
atas tabung baja yang ditekankan kedalam tanah.Permukaan tanah di dalam tabung
diisi air.Tinggi air dalam tabung akan menurun, karena proses infiltrasi.
Kemudian banyaknya air yang ditambahkan untuk mempertahankan tinggi air dalam
tabung tersebut harus diukur. Makin kecil diameter tabung makin besar gangguan
akibat aliran ke samping di bawah tabung. Dengan cara ini infiltrasinya dapat
dihitung dari banyaknya air yang ditambahkan kedalam tabung sebelah dalam per
satuan waktu.
b.
Dengan testplot
Pengukuran infiltrasi dengan infiltrometer hanya dapat
dilakukan terhadap luasan yang kecil saja, sehingga sukar untuk mengambil
kesimpulan terhadap besarnya infiltrasi bagi daerah yang lebih luas.
Untuk
mengatasi hal ini dipilih tanah datar yang dikelilingi tanggul dan digenangi
air. Daya infiltrasinya didapat dari banyaknya air yang ditambahkan agar
permukaannya konstan. Jadi testplot sebenarnya adalah infiltrometer yang
berskala besar.
c.
Lysimeter
Lysimeter merupakan alat pengukur berupa tangki beton yang
ditanam dalam tanah diisi tanah dan tanaman yang sama dengan sekelilingnya,
dilengkapi dengan fasilitas drainage dan pemberian air. Untuk mencapai tujuan
ini lebih baik digunakan lysimeter timbang, dengan lysimeter timbang besarnya
infiltrasi dengan kondisi curah hujan yang sebenarnya dapat dipelajari. Curah
hujan harus diukur dengan alat pencatat hujan (recording rain gauge) yang harus
ditemptkan di dekat lysimeter tersebut.
Model
Horton
Model Horton adalah salah satu model infiltrasi yang
terkenal dalam hidrologi. Horton mengakui bahwa kapasitas infiltrasi berkurang
seiring dengan bertambahnya waktu hingga mendekati nilai yang konstant. Ia
menyatakan pandangannya bahwa penurunan kapasitas infiltrasi lebih dikontrol
oleh faktor yang beroperasi di permukaan tanah dibanding dengan proses aliran
di dalam tanah. Faktor yang berperan untuk pengurangan laju infiltrasi seperti
penutupan retakan tanah oleh koloid tanah dan pembentukan kerak tanah, penghancuran
struktur permukaan lahan dan pengangkutan partikel halus dipermukaan tanah oleh
tetesan air hujan. Model Horton dapat dinyatakan secara matematis mengikuti
persamaan 6.3:
f
= fc + (fo – fc)e-kt ; i ≥ fc dan k = konstan …………….. (6.3)
Keterangan;
f
: laju
infiltrasi nyata (cm/h)
fc
: laju
infiltrasi tetap (cm/h)
fo
: laju
infiltrasi awal (cm/h)
k
:
konstanta geofisik
Model ini sangat simpel dan lebih cocok untuk data
percobaan. Kelemahan utama dari model ini terletak pada penentuan parameternya f0,
fc, dan k dan ditentukan dengan data-fitting. Meskipun demikian
dengan kemajuan sistem komputer proses ini dapat dilakukan dengan program
spreadsheet sederhana.
Model
Philip Tanah Dua-Lapis
Pada satu seri dari papernya, Philip memperkenalkan analisis
dari infiltrasi berdasarkan persamaan Fokker-Planck, atau persamaan aliran
untuk tanah homogen dengan kadar lengas tanah awal dan suplai air yang
berlebihan dipermukaan.
Kurva
Kapasitas Infiltrasi
Kurva kapasitas merupakan hubungan
antara kapasitas infiltrasi dengan waktu yang terjadi selama dan beberapa saat
setelah terjadinya hujan.Kapasitas infiltrasi secara umum akan tinggi pada awal
terjadi nya hujan ,akan tetapi semakin lama kapasitas nya maka akan mencapai
penurunan hingga mencapai titik konstan.
Besarnya penurunan ini dipengaruhi
oleh berbagai faktor yaitu:
• Kelembapan tanah
• Kompaksi
• Penumpukan bahan liatan
• Tekstur tanah
• Struktur tanah
Menurut knaap(1978) untuk
mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara yakni:
• Inflow-outflow
• Analisis data hujan dan hidrograf
• Double ring inflometer
Dari ketiga cara tersebut yang
paling sering digunakan pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu dengan
menggunakan doble ring inflometer.Double ring infiltometer merupakan cara yang
termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan
untuk membuat alatnya mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini
paling sering dilakukan.
0 komentar:
Posting Komentar