Infiltrasi

Infiltrasi  Air

PENDAHULUAN

Latar Belakang

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).

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 double ring inflometer. Double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya mudah dicari (Rully, 2001).

Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju maksimum air yang dapat masuk ke dalam tanah pada suatu saat (Kurnia, dkk, 2006).

Tujuan

            Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui pengaruh lahan yang bervegetasi rumput dan tidak bervegetasi terhadap infiltrasi.

TINJAUAN PUSTAKA

Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Laju maksimal masuknya air masuk ke dalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan curah hujan. Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu millimeter perjam (Asdak, 1995).

Apabila kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi. Laju infiltrasi pada suatu lokasi akan berbeda dengan lokasi lainnya, bergantung pada berbagai faktor seperti tekstur tanah, bahan organik, struktur tanah, kadar air tanah, porositas tanah. Besarnya laju infiltrasi dapat ditentukan melalui suatu model yang telahdikembangkan oleh para peneliti, diantaranya adalah model yang dikembangkan oleh Philips. Pengetahuan laju infiltrasi pada suatu lokasi atau wilayah  sangat penting, terutama pada daerah dengan curah hujan tinggi dan berlereng dengan kecuraman

tinggi untuk mengantisipasi kemungkinan terjadinya run off dan erosi dalam mempertahankan kelestarian lahan (Asdak, 2002).

            Infiltrometer merupakan suatu tabung baja silindris pendek, berdiameter besar (suatu batas kedap air lainnya) yang mengitari suatu daerah dalam tanah. Ring infiltrometer utamanya digunakan untuk menetapkan infiltrasi komulatif, laju infiltrasi, sorptivitas dan kapasitas infiltrasi. Ada dua bentuk ring infiltrometer, yaitu single ring infiltrometer dan double atau concentric-ring infiltrometer. Single ring infiltrometer umumnya berukuran diameter10-50 cm dan panjang atau tinggi 10-20 cm. Ukuran double ring infiltrometer adalah ring pengukur/ring dalam umumnya berdiameter 10-20 cm, sedangkan ring bagian luar (ring penyangga/buffer ring) berdiameter 50 cm. Untuk tujuan tertentu sering digunakan ukuran ring yang lebih besar atau lebih kecil. Namun demikian, penggunaan ring yang terlalu kecil juga menyebabkan semakin tingginya tingkat kesalahan (error) pengukuran (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2006).

   Faktor- faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tekstur tanah, kerapatan massa (bulk density), permeabilitas, kadar air tanah dan vegetasi. Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density) tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin remah tanahnya maka laju infiltrasi akan semakin besar. Bila ditinjau dari sudut vegetasi maka semakin besar penetrasi akar, semakin besar daya serap akar, semakin tinggi akumulasi bahan organik tanah maka laju infiltrasi akan semakin besar (Asdak,1995).

Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tinggi genangan air di atas permukaan tanah dan tebal lapisan tanah yang  jenuh, kadar air atau lengas tanah, pemadatan tanah oleh curah hujan,  penyumbatan pori tanah mikro oleh partikel tanah halus seperti bahan endapan dari partikel liat, pemadatan tanah oleh manusia dan hewan akibat traffic line oleh alat olah, struktur tanah, kondisi perakaran tumbuhan baik akar aktif maupun akar mati (bahan organik), proporsi udara yang terdapat dalam tanah, topografi atau kemiringan lahan, intensitas hujan, kekasaran permukaan tanah, kualitas air yang akan terinfiltrasi serta suhu udara tanah dan udara sekitar (Sophia, 2011).

Sifat bagian lapisan suatu profil tanah juga menentukan kecepatan masuknya air ke dalam tanah. Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, maka proses infiltrasi tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah melalui pori- pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh tarikan gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah. Oleh karena itu, infiltrasi juga  biasanya disebut sebagai aliran air yang masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler dan gravitasi. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Tanah dengan pori-pori jenuh air mempunyai kapasitas lebih kecil dibandingkan dengan tanah dalam keadaan kering (Sophia, 2011).

   Persamaan laju infiltrasi adalah laju air yang meresap ke dalam tanah, yang besarnya dinyatakan dalam mm/jam. Laju infiltrasi ini sangat besar pengaruhnya di dalam rancangan-rancangan untuk cara pemberian air, periode dan lamanya pemberian air beserta besarnya air yang harus diberikan. Kemampuan tanah menyerap air akan semakin berkurang dengan makin bertambahnya waktu. Pada tingkat awal kecepatan penyerapan air ini akan mendekati konstan. Laju infiltrasi (f) kapasitas infiltrasi (fp). Hal ini di pengaruhi oleh intensitas hujan. Jika intensitas hujan < kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi akan < kapasitas infiltrasi, dan jika > maka laju infiltrasi akan = kapasitas infiltrasi. Persamaan Horton (1930) : f = fc + (f0-fc) e(-kt). Dimana : f = kapasitas infiltrasi pada saat t (cm/jam) = kapasitas infiltrasi pada saat konstan (cm/jam) = kapasitas infiltrasi pada saat awal (cm/jam) k = konstanta t = waktu dari awal hujan e = 2.718 (Rully, 2001).

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat

Bahan

   Bahan  pada praktikum ini adalah air yang digunakan sebagai bahan utama infiltrasi pada tanah yang bervegatasi.

Alat

   Alat  pada praktikum ini adalah sebagai berikut : double ring infiltrometer sebagai alat infiltrasi, ember sebagai tempat menuangkan air, plastik sampah besar sebagai penyangga air sebelum menuangkan ke tanah, palu sebagai pemukul balok kayu, balok kayu untuk memudahkan alat untuk menancapkan ke tanah, stopwach sebagai penghitung waktu infiltrasi, penggaris sebagai alat pengukur tinggi air, dan alat tulis untuk mencatat hasil infitrasi.

Waktu dan Tempat

          Praktikum ini dilaksankan pada hari Sabtu 3 Desember 2016 pada jam 08.00-10.00 WITA. Tempat pelaksanaan di Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

Prosedur kerja

Prosedur kerja pada praktikum ini adalah sebagai berikut:

1.        Menyiapkan alat dan bahan untuk infiltrasi.

2.        Posisikan tabung bagian dalam dengan sisi tajam mengarah ke bawah.

3.        Meletakkan balok kayu pengatur diatas tabung dan gunakan palu untuk memasukkan tabung dengan kedalaman kurang lebih 5 cm ke dalam tanah.

4.        Lakukan dengan hati-hati sehingga tidak merusak tanah. Letakkan tabung bagian luar dan dengan bantuan balok kayu pengatur serta palu masukkan tabung bagian luar tersebut ke dalam tanah sehingga ketinggian ke dua tabung tersebut sama.

5.        Isi ring bagian luar dengan air secukupnya agar bagian dalam saat diisi air tidak merembes ke samping.

6.        Masukkan dan sangga ring bagian dalam dengan plastik besar, kemudian isi dengan air.

7.        Tarik sedikit demi sedikit plastik penyangga tersebut agar tidak merusak struktur tanahnya, kemudian telakkan penggaris untuk mengukur tinggi air dan infiltrasinya.

8.        Mencatat data infiltrasi dan melihat waktunya dengan stopwach.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

                

Hasil dari praktikum ini berupa tabel pengamatan infiltrasi di lapangan menggunakan double ring infiltrometer.

Tabel 1. Hasil Pengamatan infiltrasi di lahan bervegetasi rumput.

Waktu kumulatif (detik)	Waktu (s)	tinggi air (cm)	f (cm/s)
0,0			0,26
7,8	7,8	2	0,10
28,7	20,9	2	0,09
50,4	21,7	2	0,07
79,0	28,6	2	0,06
113,0	34	2	0,05
153,0	40	2	0,05
193,0	40	2	0,05
233,0	40	2

Waktu (menit)	f observasi (cm/mnt)
0	15,38
0,13	5,74
0,48	5,53
0,84	4,2
1,32	3,53
1,88	3
2,55	3
3,22	3

Fo =	15,4	m =	-0,980
Fc =	3,0	K=	2,351	= -1/(0,434*m)
		e =	2,718

Tabel 2. Hasil pengamatan infiltrasi di lahan tidak bervegetasi rumput.

Waktu kumulatif (detik)	Waktu (s)	tinggi air (cm)	f (cm/s)
0,0			0,00228
438,0	438	1	0,00149
1107,0	669	1	0,00114
1985,0	878	1	0,00091
3089,0	1104	1	0,00072
4469,0	1380	1	0,00061
6112,0	1643	1	0,00026
8023,0	1911	0,5	0,00024
10074,0	2051	0,5	0,00022
12300,0	2226	0,5

Waktu (menit)	f observasi (cm/mnt)
0,00	0,137
7,30	0,090
18,45	0,068
33,08	0,054
51,48	0,043
74,48	0,037
101,87	0,016
133,72	0,015
167,90	0,013

Fo =	0,14	m =	-63,080
Fc =	0,01	K=	0,037	= -1/(0,434*m)
		e =	2,718

Pembahasan

Infilrasi merupakan proses masuknya air dari permuakan kedalam tanah. Infiltarasi berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan atau run off.  Infiltrometer merupakan suatu tabung baja silindris pendek, berdiameter besar (suatu batas kedap air lainnya) yang mengitari suatu daerah dalam tanah. Ring infiltrometer utamanya digunakan untuk menetapkan infiltrasi komulatif, laju infiltrasi, sorptivitas dan kapasitas infiltrasi. Ada dua bentuk ring infiltrometer, yaitu single ring infiltrometer dan double atau concentric-ring infiltrometer.

Faktor- faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tekstur tanah, kerapatan massa (bulk density), permeabilitas, kadar air tanah dan vegetasi. Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density) tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin remah tanahnya maka laju infiltrasi akan semakin besar.

Pada setiap menit kecepatan infiltrasi menurun karena dipengaruhi oleh tinggi genangan air di atas permukaan tanah dan tebal lapisan tanah yang  jenuh air, pada awal genangan air diatas tanah tinggi maka kecepatan infiltrasi akan tinggi, karena  tarikan gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah yang besar. Oleh karena itu, infiltrasi juga  biasanya disebut sebagai aliran air yang masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler dan gravitasi. Sedangkan pada akhir atau setelah lama laju infiltrasi akan menurun karena pori-pori tanah sudah terisi dengan air, kadar penyerapan air dalam tanahnya sudah jenuh menyebabkan laju infiltrasi menurun.

Dari hasil praktikum diatas, pada tabel 1 infiltrasi pada lahan yang bervegatasi cenderung laju infiltrasinya cepat, bisa dilihat dari konstanta (K) pada lahan yang bervegetasi yaitu 2,35. Hal ini disebabkan oleh faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi pada lahan yang bervegatasi,  yaitu adanya vegetasi pada suatu lahan  akan berarti banyak terdapat akar pada vegetasi tersebut, adanya akar juga mempengaruhi pori-pori tanah , semakin besar penetrasi akar, semakin besar daya serap akar, semakin tinggi akumulasi bahan organik tanah maka laju infiltrasi akan semakin besar. Pada grafiknya juga terlihat laju infiltrasi yang cepat pada awal waktu pertama, hal ini karena pada tanahnya mempunyai pori-pori yang belum terpenuhi air dan jenuh air serta akibat gaya gravitasi, pada waktu yang semakin lama laju infiltrasi akan menurun dan konstan karena pori-pori tanah sudah terpenuhi airdan lajunya konstan.

Pada tabel 2 infiltrasi pada lahan yang tidak bervegetasi rumput nilai konstanta (K) yaitu 0,037. Ini berarti nilai konstanta atau kecepatan infiltrasinya lebih rendah dibandingkan dengan lahan yang bervegetasi rumput karena

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini adalah sebagai berikut :

1.         

Saran

Praktikum ini sebaiknya lebih dipelajari dan dipahami lagi untuk bisa diaplikasikan dalam kemampuan infiltrasi sebuah lahan untuk digunakan dalam bidang pertanian dan sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, Chay. (1995). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Air Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Yogyakarta.

Asdak. C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2006. Balai Penelitian Tanah. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian Bogor.

Hardjowigeno, S., 1993. Klasifikasi Tanah Dan Pedogenesis. Akademika Pressindo, Jakarta. 320 Hal

Kurnia, U., dkk., 2006. Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya. Balai Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian.

Rully, Yanrilla. 2001. Besarnya Laju Infiltrasi pada Berbagai Jenis Penutupan Lahan.

Sophia N.P. 2011. Penuntun Praktikum Hidrologi. Jatinangor: Jurusan Teknik dan Manajemen Industri Pertanian Universitas Padjadjaran.

Suripin, 2001. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit Andi, Yogyakarta.