TUGAS AKHIR
LAJU INFILTRASI PADA GREENBELT BENDUNGAN BILI-BILI
KAB. GOWA
Oleh :
R A F I U D D I N H A M Z A H105 81 1058 09 105 81 1058 09
JURUSAN SIPIL PENGAIRAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2014
iii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum, Wr. Wb
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah Ujian
Komprehensif dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus
dipenuhi dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan Sipil dan
Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun
judul tugas akhir kami adalah : “LAJU INFILTRASI PADA GREENBELT
BENDUNGAN BILI-BILI KAB. GOWA”
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan banyak
masukan yang berguna dari berbagai pihak sehingga tugas akhir ini dapat
terselesaikan. Oleh karena itu dengan segala ketulusan serta keikhlasan hati,
kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada:
1. Bapak Hamzah Al Imran, ST., MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, ST. sebagai Ketua Jurusan Sipil Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
iv
3. Ibu Dr.Ir.Hj Ratna Musa, M.S. selaku pembimbing I dan Ibu Ma’rufah,
SP., MP. selaku pembimbing II, yang telah meluangkan banyak waktu,
memberikan bimbingan dan pengarahan sehingga terwujudnya tugas
akhir ini.
4. Bapak dan Ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik atas
segala waktunya telah mendidik dan melayani kami selama mengikuti
proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang senantiasa memberikan limpahan
kasih sayang, doa serta pengorbanan kepada penulis.
6. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, Terkhusus saudaraku
Angkatan 09 dengan rasa persaudaraan yang tinggi banyak membantu
dan memberi dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Pada akhir penulisan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tugas
akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis meminta saran dan kritik
sehingga laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik dan menambah
pengetahuan kami dalam menulis laporan selanjutnya. Semoga laporan
tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan untuk pembaca
pada umumnya.
Wassalamu’alaikum, Wr. WB
Makassar, Mei 2014
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………. i
HALAMAN PERSETUJUAN……………………………………………… ii
KATA PENGANTAR………………………………………………………. iii
DAFTAR ISI…………………………………………………………………. v
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… viii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………... x
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN …………………………………… xi
BAB I PENDAHULUAN
A Latar Belakang……………………………………………… 1
B Rumusan Masalah…………………………………………. 3
C Tujuan Penelitian…………………………………………… 4
D Manfaat Penelitian………………………………………….. 4
E Batasan Masalah……………………………………………. 4
F Sistematika Penulisan ……………………………………… 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Proses Laju Infiltrasi………………………………………… 7
a. Evaporasi …………………………………………………….. 10
b. Transpirasi …………………………………………………… 10
c. Kondensasi ………………………………………………….. 11
vi
d. Presipitasi …………………………………………………… 11
e. Infiltrasi ………………………………………………………. 11
f. Perkolasi …………………………………………………….. 12
B. Faktor faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi………… 20
a. Tekstur Tanah……………………………………………… 20
b. Struktur Tanah…………………………………………….. 21
c. Stabilitas Agregat………………………………………….. 21
d. Bahan Organik…………………………………………….. 22
e. Pemadatan Tanah………………………………………… 22
f. Kadar Air Tanah…………………………………………… 22
g. Penggunaan Lahan………………………………………. 23
h. Hutan……………………………………………………….. 23
C. Pengaruh Penggunaan Lahan Terhadap Kapasitas Infiltrasi 24
D. Perhitungan laju Infiltrasi Model Horton…………… 28
E. Greenbelt……………………..……………………………….. 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A Waktu Dan Tempat Penelitian……………………………. 32
a. Letak Administrasi dan Batas Geografis…………............ 32
b. Vegetasi dan penggunaan lahan…………………………. 33
c. Topografi…………………………………………………….. 35
d. Tanah……………………………………………………….. 36
B Alat …………………………………………………………. 36
vii
C Metode Penelitian………………………………………….. 37
a. Persiapan…………………………………………………… 37
b. Pengambilan Data………………………………………… 38
D Bagan Alur Penelitian……………………………………… 42
BAB IV ANALISIS DATA
A Perhitungan laju infiltrasi…………………………………... 43
B Perhitungan volume Infiltrasi……………………………… 45
BAB V PENUTUP
A Kesimpulan…………………………………………………. 58
B Saran……………………………………………………….... 59
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………... 60
LAMPIRAN…………………………………………………………………… 61
Viii
DAFTAR GAMBAR
Nomor halaman
1 Skema siklus hidrologi 9
2 Skema laju infiltrasi lapisaan tanah 13
3 Skema laju infiltrasi untuk tanah 17
4 Skema struktur tanah 20
5 Kurva kapasitas infiltrasi Horton 29
6 Greenbelt bendungan bili bili 31
7 Peta lokasi penelitian 32
8 Jenis vegetasi pada titik Ia dan Ib (mangga dan jati) 34
9 Jenis vegetasi pada titik IIa dan IIb (rambutan dan nangka) 34
10 Jenis Vegetasi Pada Titik IIIa dan IIIb (jati dan akasia) 35
11 Clinometer (alat untuk pengukur kemiringan tanah) 36
12 Double Ring Infiltrometer 38
13 Bagan dan alur penelitian 42
14 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik pertama
bag.I (mangga dan Jati) 44
15 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik pertama
bag.II (mangga dan Jati). 47
16 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik kedua
bag. I (rambutan dan nangka). 49
Viii
17 kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik kedua
bag.II (rambutan dan nangka) 51
18 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik ketiga
bag. I (jati dan akasia) 53
19 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik ketiga
bag. II (jati dan akasia) 55
x
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Karakteristik fisik tanah
Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.I
(mangga dan jati)
Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.II
(mangga dan jati)
Perhitungan perameter infiltrasi titik kedua bag.I
(rambutan dan nangka)
Perhitungan parameter infiltrasi titik kedua bag. II
(rambutan dan nangka)
Perhitungan perameter infiltrasi titik ketiga bag.I (jati
dan akasia)
Perhitungan parameter infiltrasi titik ketiga bag. II
(jati dan akasia)
Hubungan karakteristik fisik tanah dengan volume
total infiltrasi
Hubungan karakteristik fisik tanah dengan volume
total infiltrasi
39
43
46
48
50
52
54
56
58
xi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
Notasi Defenisi dan Keteranganf : laju infiltrasi pada saat t (cm/jam)
fc : besarnya infiltrasi saat konstan (cm/jam)
fo : besarnya infiltrasi saat awal (cm/jam)
k : konstanta
t : waktu (jam)
e : 2,718
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Proses Laju Infiltrasi
Infiltrasi adalah proses meresap atau masuknya air ke dalam tanah
melalui permukaan tanah dan merupakan besarnya tebal air yang dapat
meresap ke dalam tanah dalam satuan waktu. Laju infiltrasi adalah
kecepatan infiltrasi yg nilainya tergantung pada kondisi tanah dan intensitas
hujan. Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum untuk tanah
tertentu.
Infiltrasi merupakan salah satu komponen dari siklus hidrologi. Secara
umum infiltrasi adalah proses pergerakan air masuk ke dalam tanah. Asdak
(2002) menyatakan bahwa infiltrasi ialah pergerakan air masuk ke dalam
tanah sebagai akibat gaya kapiler/gerakan air ke arah lateral dan
gravitasi/gerakan air ke arah vertikal. Hal tersebut sesuai dengan pendapat
Seyhan (1990) yang mengemukakan bahwa air dapat bergerak ke dalam
tanah dengan gaya gravitasi dan kapiler dalam suatu aliran yang disebut
infiltrasi. Sedangkan menurut Arsyad (2010), infiltrasi adalah peristiwa
masuknya air ke dalam tanah yang pada kondisi tidak jenuh terjadi di bawah
pengaruh sedotan matrik dan gravitasi.
Laju infiltrasi adalah kecepatan masuknya air ke dalam tanah selama waktu
tertentu. Selama intensitas hujan (laju penyediaan air) lebih kecil daripada
8
kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan intensitas hujan. Jika
intensitas hujan melampaui kapasitas infiltrasi, maka terjadilah genangan air
diatas permukaan tanah/aliran permukaan. Laju Infiltrasi Pola laju infiltrasi
secara umum diperoleh dengan memplotkan laju infiltrasi dan waktu infiltrasi.
Klasifikasi laju infiltrasi berdasarkan criteria Kohnke (1968 dalam Lee 1980).
Di dalam proses siklus hidrologi air yang berasal dari hujan akan masuk
kedalam tanah dan ada yang melimpas yang dinamakan air limpasan, untuk
air yang meresap ke dalam tanah dapat masuk ke lapisan jenuh yang dikenal
dengan proses perkolasi dan ke lapisan yang tak jenuh yang dikenal dengan
infiltrasi. Perubahan Infiltrasi yang terjadi dinyatakan dalam besar laju
infiltrasi. Laju Infiltrasi ini akan mempengaruhi besarnya kapasitas tampungan
tanah tersebut.
Air yang menginfiltrasi itu pertama-pertama diabsorbsi untuk
meningkatkan kelembaban tanah, selebihnya akan turun ke permukaan
tanah. Dalam hal tertentu,infiltrasi itu berubah-ubah sesuai dengan intensitas
curah hujan. Akan tetapi setelah mencapai limitnya, banyaknya infiltrasi akan
berlangsung terus sesuai dengan kecepatan absorbsi maksimum setiap
tanah bersangkutan. Kecepatan infiltrasi yang berubah-ubah sesuai dengan
variasi intensitas curah hujan umumnya disebut laju infiltrasi.
9
Gambar 1 Skema siklus hidrologi (sumber : Shaw, Elizabeth (1994)
Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari
atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi,
evaporasi dan transpirasi. Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan
kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus.
Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan,
salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. Pada
perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke
atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum
mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak
secara kontinu.
10
Hidrologi adalah ilmu tentang air yang ada di bumi, yaitu
keterdapatannya, sifat-sifat fisis dan kimiawinya, sirkulasi dan
penyebarannya, serta reaksinya terhadap lingkungan, termasuk
hubungannya dengan kehidupan.
Adapun tahapan-tahapan siklus air yang ada pada skema di atas adalah
sebagai berikut:
a. Evaporasi.
Evaporasi adalah proses penguapan yang berasal dari larutan.
Penguapan ini hanya menyerap kandungan pelarut (air/H2O) saja. Sehingga
zat terlarut memiliki konsentrasi yang semakin tinggi. Hal ini senada dengan
pendapat Evaporasi merupakan proses penguapan air yang berasal dari
permukaan bentangan air (Lakitan, 1994). Dengan demikian, evaporasi dapat
terjadi di genangan air seperti di kolam, danau, sungai dan laut. Dan bila
terjadi proses evaporasi maka air akan terangkat ke atmosfer menjadi uap
air.
b. Transpirasi.
Transpirasi merupakan proses penguapan yang hampir mirip dengan
evaporasi. Hanya saja transpirasi adalah penguapan air yang terjadi pada
tanaman. Transpirasi merupakan penguapan air melalui kutikula, stomata
dan lentisel. Transprasi yang terjadi di daun dikarenakan hilangnya molekul-
molekul air dari tubuh tanaman dan disebabkan juga karena daun-daun itu
11
lebih kena udara daripada bagian-bagian lain dari suatu tanaman
(Dwijdoseputro, 1990:92).
c. Kondensasi.
Setelah air naik ke atmosfer dan berubah menjadi uap-uap air, maka uap-
uap air tersebut mengalami penggabungan/kondensasi membentuk awan-
awan. Awan-awan yang memiliki konsentrasi uap air yang tinggi akan
semakin abu-abu dan lama-kelamaan menghitam. Itu sebabnya jika hujan
mau turun, ditandai dengan awan yang semakin menghitam. Awan yang
menghitam merupakan indikator bahwa uap air yang telah menjadi awan,
telah mencapai titik jenuh sehingga rintik-rintik air akan turun menjadi hujan
ataupun salju.
d. Presipitasi.
Turunnya air yang telah banyak di atmosfer ke bumi dapat berwujud
hujan ataupun salju. Hujan terjadi jika suhu yang mempengaruhinya cukup
tinggi, sedangkan turunnya salju dipengaruhi oleh suhu yang lebih rendah.
Dan inilah yang menyebabkan Negara di daerah tropis tidak mengenal salju,
karena daerah tropis memliki suhu yang lebih tinggi. Sehingga sebelum
sampai ke permukaan, gumpalan air yang akan mencapai tanah, sudah
mencair.
e. Infiltrasi.
Infiltrasi merupakan penyerapan air yang tergenang di permukaan tanah,
menuju ke dalam tanah (Soetoto dan Aryono, 1980). Hal ini dipengaruhi oleh
12
tekanan yang diberikan air ke tanah. Infiltrasi pun tidak terlepas dari hukum
gravitasi. Gravitasi mempengaruhi kecepatan dan kemampuan tanah
menyerap air. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Asdak (2002) yang
menyatakan bahwa proses terjadinya infiltrasi disebabkan oleh tarikan gaya
gravitasi bumi dan gaya kapiler tanah. Sementara Seyhan (1990)
meyebutkan bahwa, faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya infiltrasi
adalah topografi (kemiringan tanah), intensitas curah hujan, tekstur tanah,
kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori tanah, dan bahan organik
penyusun tanah.
f. Perkolasi
Perkolasi adalah kelanjutan dari infiltrasi. Setelah air melewati permukaan
tanah, selanjutnya air akan masuk lebih dalam lagi. Perkolasi merupakan
gerakan air ke bawah dari daerah air tidak jenuh (daerah antara permukaan
tanah sampai ke permukaan air tanah) ke dalam daerah yang jenuh atau
daerah dibawah permukaan air (Soemarto, 1987). Dan air hasil proses
perkolasi inilah yang akan menggenangi waduk, sungai, laut dan danau.
Sementara air dari sungai juga akan bermuara ke laut. Setelah itu, air akan
kembali lagi mengalami proses evaporasi, transpirasi, dan seterusnya
sehingga terbentuk suatu siklus yang disebut siklus air.
Dari proses siklus air, dapat kita lihat bahwa siklus ini telah terjadi sejak
jutaan bahkan milyaran tahun yang silam. Sehingga dapat dikatakan bahwa
siklus air menyebabkan kuantitas air pada dasarnya stabil. Tidak ada
13
perubahan jumlah air di bumi. Kalaupun ada, tidak terlalu berpengaruh
signifikan dibandingkan dengan total jumlah air di bumi.
Meskipun jumlah air di bumi sukar berkurang, namun yang lebih penting
lagi adalah menjaga kualitas air bersih yang ada di lingkungan. Karena
mengkonsumsi air yang tidak bersih dapat mengganggu aktivitas
metabolisme manusia. Oleh karena itu, mari menjaga kualitas air bersih
dengan memelihara dan mejaga lingkungan.
Infiltrasi berkaitan erat dengan perkolasi yaitu peristiwa bergeraknya air
ke bawah dalam profil tanah. Infiltrasi menyediakan air untuk perkolasi. Laju
infiltrasi tanah yang basah tidak dapat melebihi laju perkolasi (Arsyad 1989).
Gambar 2 Skema laju infiltrasi lapisan tanah (sumber : Arsyad, S., 1989)
14
Keterkaitan antara infiltrasi dengan perkolasi dengan sketsa Gambar 2
Pada Gambar 2a. formasi tanah lapisan atas mempunyai laju infiltrasi kecil
tapi lapisan bawah mempunyai laju perkolasi tinggi, sebaliknya pada gambar
2b. lapisan atas dengan laju infiltrasi tinggi sedangkan laju perkolasi pada
lapisan bawah rendah.
Pada Gambar 1.2a., meski laju perkolasi tinggi tapi laju infiltrasi yang
memberikan masukan air terbatas. Dalam keadaan seimbang kedua
kenyataan ini ditentukan oleh laju infiltrasi. Sebaliknya pada Gambar 1.2b.
laju perkolasi yang rendah menentukan keadaan seluruhnya. Dalam
kenyataannya, proses yang terjadi tidak sesederhana itu, karena adanya
kemungkinan aliran antara.
Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum untuk tanah tertentu,
Kapasitas infiltrasi itu berbeda-beda menurut kondisi tanah. Pada tanah yang
sama infiltrasi itu berbeda-beda, tergantung dari kondisi permukaan tanah,
struktur tanah, tumbuh-tumbuhan, suhu dan lain-lain. Di samping intensitas
curah hujan, infiltrasi berubah-ubah karena dipengaruhi oleh kelembaban
tanah.
Laju infiltrasi juga dipengaruhi oleh kondisi tinggi muka air tanah, sehingga
pada masing-masing sifat tanah akan memiliki laju infiltrasi yang berbeda.
Pada lahan gambut misalnya tentu tidak akan sama besarnya dengan laju
infiltrasi pada lahan tanah pertanian. Atau kapasitas tampungan pada lahan
gambut juga tidakakan sama dengan kapasitas tampungan pada lahan atau
15
tanah berpasir. Untuk itu perlu dikaji berapa besar pengaruh keberadaan air
tanah terhadap laju infiltrasi. Pada musim penghujan sering terjadi banjir di
suatu kawasan. Lamanya genangan tergantung pada sistem drainase
perkotaan maupun pertanian tersebut, disamping itu juga tergantung pada
kemampuan tanah menyerap air. Dengan mengetahui air yang terserap
tanah, bisa diperkirakan besarnya air yang terbuang melalui permukaan
tanah. Di samping itu pada lahan gambut muka air tanah relative tinggi,
sehingga infiltrasi yang terjadi sangat lambat. Infiltrasi adalah proses
masuknya air ke permukaan tanah. Proses ini merupakan bagian yang
sangat penting dalam daur hidrologi maupun dalam penganekaragaman
hujan menjadi aliran di sungai. Karena air masuk ke dalam tanah,
distribusinya adalah fungsi waktu dan ruang. Perubahan secara perlahan
lahan air tanah sebagai hasil dari kejadian hujan atau dari genangan air
dipermukaan merupakan proses infiltrasi yang memiliki lapisan porous
misalnya dijumpai pada tanah yang baru saja dibajak. Tanah yang porous
pada lahan yang baru dibajak akan menginfiltrasikan air hujan dengan cepat,
namun ketika hujan terus berlanjut, tanah akan terpadatkan dan laju infiltrasi
berkurang.
Pada tanah yang memiliki lapisan berkerak, pori tanah malah tertutup
sama sekali, sehingga menghalangi infiltrasi. Penyebab terbentuknya lapisan
kerak tanah adalah masuknya partikel halus ke dalam pori-pori tanah memiliki
efek mengurangi ukuran bukaan pori. Sumber partikel halus tanah adalah
16
berasal dari struktur tanah yang hancur oleh energi air hujan, yang kemudian
masuk ke pori-pori permukaan atau pori-pori dekat permukaan. Sekali
terbentuk, kerak ini akan menghalangi infiltrasi.
Sumber lain dari partikel halus yang mengisi pori-pori dan membentuk
kerak adalah dari partikel halus yang diterbangkan ke udara secara terus
menerus oleh angin dan diendapkan di permukaan tanah. Ketika hujan turun
pada tanah yang tertutup oleh partikel halus ini, mereka terbawa ke sela-sela
ruangan antar butiran tanah. Kondisi ini mengakibatkan halangan terhadap
bukaan pori, sehingga membentuk kerak dan mengurangi laju infiltrasi.
Tanah yang diolah terbuka memiliki infiltrasi lebih tinggi dari tanah yang
berkerak pada awalnya, namun bagaimanapun laju infiltrasi pada kondisi
tetap mendekati laju infiltrasi pada kondisi tetap pada tanah yang berkerak
karena pada saat itu kerak sedang terbentuk. Sedangkan tanah yang tertutup
rumput memiliki laju infiltrasi yang lebih tinggi dari tanah berkerak karena
rumput melindungi tanah dari pembentukan kerak.
17
Gambar 3 Skema laju infiltrasi untuk tanah (sumber : Arsyad 1989)
Tanah kering menciptakan potensial kapilaritas ada pori-pori ukuran
kapiler antara butiran-butiran tanah. Daya tarik kapiler yang kuat ini awalnya
mendesak sebuah kekuatan yang beraksi untuk menambah kekuatan
gravitasi. Tenaga kapiler tersebut tepat di bawah permukaan tanah yang
kering. Kekuatan tenaga kapiler berbanding terbalik dengan ukuran bukaan
pori, kekuatannya kecil untuk bukaan pori yang besar dan besar untuk
bukaan pori yang kecil. Ketika permukaan tanah menjadi jenuh dengan air,
potensial kapiler terpenuhi dan cenderung untuk menahan air yang melalui
bukaan ukuran kapiler dan menurunkan laju infiltrasi. Jadi kebasahan tanah
18
menciptakan resistensi untuk infiltrasi. Resistensi untuk infiltrasi tertinggi
untuk bukaan pori jenuh yang kecil dan kecil untuk bukaan pori yang besar.
Kapasitas infiltrasi besar pada saat awal hujan, menurun dengan waktu.
Untuk hujan dengan intensitas rendah, total hujan akan masuk seluruhnya
dalam tanah. Jika hujan lebat (intensitas tinggi), maka air sebagian lagi akan
mengalir ke permukaan tanah, dan sebagian lagi akan masuk ke dalam
tanah. Hujan akan meresap sampai melewati kapasitas infiltrasi tanah.
Kapasitas infiltrasi ini adalah maksimum hujan dimana tanah (di permukaan
atau dibawahnya) dapat terserap sepenuhnya pada waktu yang tersedia,
tergantung pada kelengasan tanah dan pada hujan sebelumnya. Jumlah
hujan mempengaruhi infiltrasi yang besarnya bervariasi tergantung jenis
tanahnya, dan juga tergantung pada permeabilitas dan sifat-sifat kapilernya.
Untuk tanah tertentu, kapasitas infiltrasi tergantung kondisi tanah
sebelumnya, tanah kering atau relatif basah oleh hujan sebelumnya.
Kemampuan untuk memperkirakan kapasitas infiltrasi tanah (baik di
permukaan maupun di dalam) adalah perkiraan kelebihan hujan setempat
dan alirannya. Tergantung pada kapasitas infiltrasi tanah pada saat hujan,
hujan lebat lebih mengarah untuk tidak mengubah aliran, atau sebaliknya
menjadi banjir yang merusak. Air tanah adalah semua air yang terdapat di
bawah permukaan tanah dan berada di dalam ruang antar butir atau
rekahan-rekahan serta celah-celah batuan pada zona jenuh air. Terdapatnya
air tanah di bawah permukaan tanah dapat dibagi dalam daerah jenuh dan
19
daerah tidak jenuh. Dalam daerah jenuh semua rongga terisi oleh air di
bawah tekanan hidrostatik. Sedangkan daerah tidak jenuh terdiri atas rongga-
rongga yang berisi sebagian oleh air, sebagian oleh udara. Daerah tidak
jenuh terletak di atas daerah jenuh hingga ke permukaan tanah dan bagian
bawah daerah jenuh dapat dibatasi oleh batas lapisan jenuh atau lapisan
kedap air bisa berupa tanah liat atau batuan dasar. Air yang berada di dalam
daerah jenuh dinamakan air tanah dan air yang berada di dalam daerah tidak
jenuh dinamakan air mengambang atau air dangkal. Daerah tidak jenuh
dibagi menjadi daerah dangkal, daerah antara dan daerah kapiler. Daerah air
dangkal dimulai dari permukaan tanah sampai ke daerah akar utama,
tebalnya beragam menurut jenis tanaman dan jenis tanah. Daerah antara ini
berada diantara batas bawah dari daerah air dangkal sampai batas atas dari
daerah kapiler. Daerah ini memungkinkan dari air. Di lapangan proses
mekanisme infiltrasi terjadi pada hujan yang pertama kali sebelum ada
genangan, air seluruhnya di serap oleh tanah permukaan. Setelah genangan,
berarti tanah permukaan sudah jenuh maka kemampuan tanah permukaan
untuk meloloskan air sangat kecil.
20
B. Faktor faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi
Gambar 4 Skema struktur tanah (sumber : Baver et al.,1972)
a. Tekstur Tanah
Tekstur tanah merupakan salah satu karakteristik tanah yang
mempengaruhi infiltrasi. Tanah berpasir mempunyai proporsi pori makro yang
lebih besar, sedangkan tanah bertekstur liat didominasi oleh pori-pori mikro.
Pori tanah yang berukuran makro lebih berperan dalam proses pertukaran air
dan udara di dalam tanah di bandingkan dengan tanah yang berukuran mikro
(Baver et al.,1972). Kapasitas infiltrasi pada fraksi pasir lebih besar daripada
fraksi liat karena liat banyak mengandung pori mikro, sedangkan fraksi pasir
pori mikronya sedikit (Kartasapoetra, 1989)
21
b. Struktur Tanah
Tekstur dan struktur mempengaruhi penyebaran pori-pori tanah yang
pada gilirannya dapat mempengaruhi laju infiltrasi, kemampuan tanah
menampung air dan proses hidrologis lainnya. Arsyad (2000) menyatakan
bahwa struktur adalah ikatan butir-butir primer ke dalam butir sekunder,
susunan butir tersebut menentukan tipe struktur. Tanah yang berstruktur
kersai atau granular lebih terbuka dan sarang serta akan meresapkan air
lebih cepat daripada tanah dengan susunan butir-butir primer yang lebih
rapat. Menurut Hardjowigeno (2003), tanah-tanah bertekstur pasir
mempunyai daya menahan air lebih kecil dari pada tanah bertekstur halus
karena tanah yang bertekstur pasir butir-butirnya berukuran lebih besar,
maka setiap satuan berat (setiap gram) mempunyai luas permukaan yang
lebih kecil. Tanah-tanah bertekstur liat karena lebih halus maka setiap satuan
berat mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan
menahan air tinggi.
c. Stabilitas Agregat
Stabilitas agregat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi
infiltrasi. Menurut Foth (1984), pukulan butir hujan pada tanah terbuka dapat
memecahkan agregat sehingga akan menurunkan infiltrasi. Kohnke (1959)
menyatakan bahwa tanah dengan agregat yang mantap dapat
mempertahankan kapasitas infiltrasi dengan baik. Hal tersebut sejalan
dengan Haridjadja et al. (1990) bahwa agregat yang stabil mempunyai
22
kemampuan yang lebih tinggi dalam memelihara dan mempertahankan pori-
pori sebagai jalan masuknya air dengan demikian agregat tidak stabil yang
mudah pecah atau hancur akan menurunkan infiltrasi.
d. Bahan Organik
Bahan organik merupakan salah satu faktor yang mampu meningkatkan
infiltrasi. Utomo dan Sugeng (1982) menyatakan bahwa bahan organik
merupakan sumber energi bagi organisme tanah dan dalam aktivitasnya
beberapa organisme maupun mikroorganisme mengeluarkan bahan
penyemen agregat tanah.
e. Pemadatan Tanah
Bahan organik mampu memperbaiki sifat fisik tanah. Pemadatan tanah
menyebabkan kerusakan struktur tanah, sehingga kemampuan tanah
menyerap air berkurang. Menurut Kartasapoetra (1989), pemadatan tanah
terjadi karena pukulan air hujan, pengolahan tanah. Akibat berlangsungnya
pemadatan tersebut pori-pori tanah menjadi berkurang, sehingga
kemampuan infiltrasi menurun.
f. Kadar Air Tanah
Kadar air tanah mempunyai peranan yang sangat penting dalam
mempengaruhi laju infiltrasi tanah. Kadar air tanah mula-mula (antecedent
soilmoisture condition) ketika mulai hujan menentukan banyaknya air yang
dapat masuk ke dalam tanah.
23
g. penggunaan Lahan
Penggunaan lahan juga merupakan faktor yang mempengaruhi infiltrasi
dan hantaran hidrolik karena berkaitan dengan vegetasi dan teknik
pengelolaan lahan. Perbedaan jenis dan kerapatan vegetasi serta teknik
pengelolaan lahan yang berbeda pada penggunaan lahan hutan dan kebun
teh menyebabkan pengaruh yang berbeda terhadap infiltrasi dan hantaran
hidrolik tanah.
h. Hutan
Hutan merupakan sebidang tanah yang di atasnya terdapat tumbuhan
dengan berbagai jenis dan ukuran yang mempunyai daya dukung untuk
menghasilkan kayu serta hasil hutan lainnya yang dapat mempengaruhi iklim
dan tata air daerah setempat (Sarief, 1985).
Vegetasi yang lebih banyak dan rapat pada lahan hutan meningkatkan
peluang menyimpan air dan mengakibatkan laju infiltrasi lebih tinggi karena
penetrasi akar lebih dalam serta laju evapotranspirasinya besar (Lee, 1980).
vegetasi hutan adalah melindungi tanah dari pukulan air hujan secara
langsung dengan jalan mematahkan energi kinetiknya melalui tajuk, ranting
dan batangnya. Adanya serasah yang jatuh akan terbentuk humus yang
berguna untuk meningkatkan infiltrasi.
Infiltrasi mempunyai arti penting terhadap :
a. Proses Limpasan Daya infiltrasi menentukan besarnya air hujan yang
24
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 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.
C. Pengaruh Penggunaan Lahan Terhadap Kapasitas Infiltrasi
Kemampuan tanah dalam meresapkan air ditentukan oleh sifat tanah
dan kondisi permukaan tanah. Jika tanah memiliki sifat relatif sama, maka
kapasitas infiltrasi ditentukan oleh faktor kondisi tanah terutama penggunaan
lahan. Perbedaan kapasitas infiltrasi menunjukkan bahwa vegetasi memiliki
peran besar dalam menentukan kapasitas infiltrasi; dimana kapasitas infiltrasi
pada lahan bervegetasi heterogen (hutan kota, semak belukar, dan
25
pekarangan) cenderung lebih tinggi di banding pada lahan bervegetasi
homogen. Vegetasi menjadi faktor penentu besarnya kapasitas infiltrasi,
yaitu semakin banyak dan besar ukuran vegetasi kapasitas infiltrasi semakin
besar. Kapasitas infiltrasi pada lahan rumput dan tegalan yang cenderung
rendah disebabkan kedua vegetasi memiliki akar serabut dengan kedalaman
sangat terbatas kurang mendukung terjadinya proses infiltrasi. Sedangkan
tingginya kapasitas infiltrasi pada lahan semak belukar disebabkan lahan ini
lebih bersifat alami dan memiliki komposisi vegetasi cukup bervariasi terdiri
dari rumput liar dan tanaman berbatang kayu yang mendukung terjadinya
proses infiltrasi. Perbedaan kapasitas infiltrasi tersebut secara scientific
benar. Pengaruh vegetasi terhadap infiltrasi ditentukan oleh sistem
perakarannya yang berbeda antara tumbuhan berakar pendek, sedang dan
dalam.
Adanya perbedaan kapasitas infiltrasi pada berbagai penggunaan lahan
tersebut menunjukkan bahwa faktor vegetasi terutama jenis vegetasi memiliki
peran besar dalam menentukan kapasitas infiltrasi. Dengan demikian dapat
dikatakan bahwa kapasitas infiltrasi pada tanah bervegetasi akan cenderung
lebih tinggi dibanding tanah yang tidak bervegetasi dan tipe vegetasi
termasuk jenis, komposisi, dan kerapatan vegetasi sangat menentukan
besar-kecilnya kapasitas infiltrasi. Peran vegetasi dalam meningkatkan
infiltrasi karena keberadaan vegetasi dapat meningkatkan kandungan bahan
26
organik, jumlah dan tebal seresah, dan biota tanah yang mendukung
berlangsungnya proses infiltrasi.
Hasil penelitian kapasitas infiltrasi pada berbagai jenis penggunaan lahan
tersebut agak berbeda dengan hasil penelitian Winanti (1996) yang dilakukan
di daerah dataran. Perbedaan tersebut adalah:
1. Pada penelitian ini semak belukar memiliki nilai kapasitas infiltrasi tertinggi
sedangkan dalam penelitian Winanti semak belukar berada pada urutan
ketiga dengan kemampuan meningkatkan infiltrasi sebesar 2%.
2. Pada penelitian Winanti lahan rumput memiliki kapasitas infiltrasi tertinggi
dengan kemampuan meningkatkan infiltrasi sebesar 6%, sedangkan pada
penelitian ini rumput berada pada urutan kelima setelah semak belukar,
hutan kota, pekarangan,dan tegalan.
3. Pada penelitian ini kapasitas infiltrasi lahan pekarangan berada pada
urutan ketiga, sedangkan pada penelitian Winanti nilai kapasitas infiltrasi
lahan pekarangan berada di urutan kedua. Perbedaan urutan kapasitas
infiltrasi tersebut mungkin disebabkan oleh perbedaan karakteristik lokasi dan
metode penelitian yang digunakan.
Berdasarkan hasil penelitian di atas diketahui bahwa secara signifikan
jenis penggunaan lahan memberi pengaruh pada kapasitas infiltrasi. Urutan
nilai kapasitas infiltrasi dari tertinggi sampai terendah adalah lahan semak
belukar, hutan kota, pekarangan, tegalan dan rumput. Lahan semak belukar
mempunyai kapasitas infiltrasi dengan kategori sedang cepat, dan lahan
27
hutan kota, pekarangan, dan tegalan mempunyai kapasitas infiltrasi dengan
kategori sedang, sedangkan lahan rumput taman/lapangan mempunyai
kapasitas infiltrasi dengan kategori sedang lambat. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa jenis penggunaan lahan yang bersifat alami seperti
semak belukar dan hutan kota memiliki kemampuan tinggi dalam
meresapkan air; sedangkan jenis penggunaan lahan dibudayakan seperti
rumput dan tegalan memiliki kemampuan lebih rendah dalam meresapkan
air. Oleh karena perubahan penggunaan lahan di kota cenderung mengubah
lahan alami menjadi lahan budidaya, maka perubahan penggunaan lahan di
kota cenderung akan menurunkan kapasitas infiltrasi.
Daya infiltrasi dipengaruhi oleh :
a. Tetesan hujan, hewan maupun mesin mungkin memadatkan permukaan
tanah dan mengurangi infiltrasi. Pencucian partikel yang halus dapat
menyumbat pori-pori pada permukaan tanah dan mengurangi laju inflasi.
b. Laju infiltrasi awal dapat ditingkatkan dengan jeluk detensi permukaan.
Kepastian infiltrasi ditingkatkan dengan celah matahari.
c. Kondisi-kondisi permukaan tanah
1. Kondisi-kondisi penutup kemiringan tanah secara tidak langsung
mempengaruhi laju infiltrasi selama tahapan awal hujan berikutnya.
2. Penggolongan tanah (dengan terasering, pembajakan kontur dll) dapat
meningkatkan kapasitas infiltrasi karena kenaikan atau penurunan cadangan
permukaan.
28
3. Dengan melindungi tanah dari dampak tetesan hujan dan dengan
melindungi pori-pori tanah dari penyumbatan, seresah mendorong laju
infiltrasi yang tinggi.
4. Urbanisasi (bangunan, jalan, sistem drainase bawah permukaan)
mengurangi infiltrasi.
d. Transmibilitas tanah
1. Banyaknya pori yang besar, yang menentukan sebagian dari setruktur
tanah, merupakan salah satu faktor penting yang mengatur laju transmisi air
yang turun melalui tanah.
2. Infiltrasi beragam secara terbalik dengan lengas tanah.
3. Karakteristik-karakteristik air yang berinfiltrasi
e. Suhu air mempunyai banyak pengaruh, tetapi penyebabnya dan sifatnya
belum pasti.
f. Kualitas air merupakan faktor lain yang mempengaruhi infiltrasi.
D. Perhitungan Kapasitas Infiltrasi Model Horton
Fitting Model Infiltrasi dari Horton yaitu Persamaan Horton
f = fc + ( fo-fc)e-Kt ………………………..........(1)
Keterangan :
f = Laju infiltrasi ( cm/menit )
fo = K`apasitas infiltrasi awal ( cm/menit)
fc = Kapasitas infiltasri setelah konstan ( cm/menit)
29
K = konstanta
t = Waktu ( menit )
e = 2,718
Nilai Fc diestimasi dari hasil penggambaran ( plotting ) hubungan antara
kapasitas infiltrasi dan waktu ( sebagai absis ). Setelah Fc ditetapkan, maka
dapat dihitung nilai-nilai K. Nilai-nilai K dihitung dengan menggunakan
rumus:
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] ………………….(2)
Rumus diatas digunakan untuk menghitung nilai-nilai K pada setiap titik
pengamatan, sehingga untuk titik-titik selanjutnya dapat dilakukan dengan
cara yang sama. Setelah nilai-nilai K semuanya terhitung, maka dapat
dihitung pula laju infiltrasi untuk berbagai waktu yang berbeda-beda. Hasil
perhitungan digambarkan pada suatu grafik hubungan antara waktu dan
kapasitas infiltrasi.
Gambar 5 Kurva kapasitas infiltrasi Horton
30
Perhitungan volume infiltrasi total (Vt)
Untuk menghitung jumlah infiltrasi total (Vt) selama waktu (t) maka dari
persamaan Horton tersebut dilakukan integral dari persamaan Horton yang
menghasilkan luasan dibawah kurva, yaitu :
(fo – fc)
H(t) = fc.t + --------------- (1 – e-Kt)K
Satuan tinggi total H(t) = tinggi kolom air (mm, cm dan inchi tergantung
satuan pada parameter infiltrasi yang digunakan.
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = …..cm/jam;
fo = ….cm/jam dan K = …. Hitung volume total infiltrasi selama 100 menit
untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian
(fo – fc)
a. Tinggi air pada waktu 100 menit H(t) = fc.t + --------------- (1 – e-Kt)K
H(t) = …..cm = …..m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama t jam adalah
V = ……x 104 m2 =…..m3
E. Greenbelt
Greenbelt atau sabuk hijau merupakan ruang terbuka hijau yang
didominasi tumbuhan yang mengelilingi bendungan. Berfungsi untuk
mencegah erosi dan pencemaran, sehingga waduk dapat berumur sangat
panjang (biasanya diatas 50 tahun). Jalur hijau (Green Belt) merupakan
31
daerah yang dijadikan sebagai sabuk hijau guna mengantisipasi terjadinya
erosi, misalnya jalur hijau sekitar kawasan bendungan.
Gambar 6 Greenbelt bendungan bili bili (sumber : Google earth)
Sementara maksud dan tujuan dari sabuk hijau adalah untuk konservasi
ekologi dan kondisi sosiologi. Oleh karena itu, manfaat yang dapat diperoleh
dari sabuk hijau adalah untuk kelestarin waduk konservasi air, tanah,
perlindungan kualitas air; dan kenyamanan. Ruang Terbuka Hijau (RTH)
dimaksudkan untuk dapat menekan efek negatif yang ditimbulkan lingkungan,
seperti peningkatan temperatur udara, penurunan tingkat resapan air,
kelembaban udara, erosi dan pencemaran.
Fungsi greenbelt sendiri tidak hanya sebatas mencegah erosi dan
pencemaran saja, tapi juga terdapat fungsi hidrologi, perputaran siklus
biogeokimia, siklus nitrogen, dan lainnya. Sehingga greenbelt menjadi suatu
lahan atau tempat yang menarik untuk di kaji dari segi ekologi dan dari segi
penelitian (dapat berfungsi sebagai laboratorium alam).
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bendungan Bili-bili merupakan bendungan terbesar di Sulawesi Selatan yang
terletak di Kabupaten Gowa, sekitar 30 kilometer ke arah Timur Kota Makasar
Bendungan ini diresmikan pada tahun 1989. Bendungan dengan waduk 40.428 ha
Bendungan Bili-bili menjadi sumber air baku bagi Perusahaan daerah Aliran Minum
(PDAM) Gowa dan Makassar bermanfaat sebagai pengendali banjir Sungai
Jeneberang. Namun, bila hujan, lumpur ekslongsor di kaki Gunung Bawakaraeng
mengalir masuk ke waduk Bili-bili hingga air baku menjadi keruh.
Perlu adanya upaya konservasi air dengan melakukan upaya pengaturan tata
air. Salah satu upaya konservasi air adalah dengan mengoptimalkan infiltrasi air
hujan ke dalam tanah yang mana dilaksanakan observasi dan penelitian pada green
belt bendungan bili-bili kab. Gowa. Dengan adanya infiltrasi yang terjadi secara
optimal, maka limpasan permukaan akan terkendali. Seyhan, (1990) juga
menyebutkan bahwa dengan adanya proses infiltrasi, maka dapat mengurangi
terjadinya banjir dan mengurangi terjadinya erosi tanah. Selain itu kegunaan dari
infiltrasi adalah memenuhi kebutuhan vegetasi akan air termasuk transpirasi,
menyediakan air untuk evaporasi, mengisi kembali pori pori tanah dan menyediakan
aliran sungai pada saat musim kemarau.
Infiltrasi sangat dipengaruhi oleh karakteristik tanah, kondisi penutupan tanah,
kadar air dalam tanah, aktivitas manusia dan musim. Analisis yang lebih spesifik
mengenai kemampuan infiltrasi suatu lahan, dengan melakukan pengujian pada
beberapa jenis pemanfaatan lahan serta bagaimana cara peningkatan kemampuan
infiltrasi lahan sekaligus peningkatan pemanfaatan lahan yang sesuai bagi
2
masyarakat disekitarnya. Sehingga dari kondisi tersebut perlu kiranya dilakukan
penelitian untuk menganalisis hubungan karakteristik fisik tanah, kondisi penutupan
tanah dan kondisi tegakan pohon terhadap kapasitas infiltrasi pada berbagai jenis
pemanfaatan lahan, sehingga hasilnya nanti dapat digunakan sebagai arahan
pemanfaatan lahan yang optimal.
Greenbelt merupakan ruang terbuka hijau yang didominasi tumbuhan yang
mengelilingi bendungan. Berfungsi untuk mencegah erosi dan pencemaran,
sehingga waduk dapat berumur sangat panjang (biasanya diatas 50 tahun).
Dari uraian diatas maka pada penelitian ini penulis berinisiatif mengambil
judul “LAJU INFILTRASI PADA GREENBELT BENDUNGAN BILI-BILI
KAB.GOWA” untuk dijadikan tugas akhir pada program studi sipil pengairan,
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
B. Rumusan Masalah
a. Berapa besar laju infiltrasi pada berbagai jenis pemanfaatan lahan di greenbelt
bendungan bili-bili?
b. Bagaimanakah hubungan karakteristik fisik tanah, kondisi penutupan tanah
terhadap laju infiltrasi digreenbelt bendungan bili-bili?
C. Tujuan Penelitian
a. Mengetahui kapasitas infiltrasi pada berbagai jenis pemanfaatan lahan di
greenbelt bendungan bili-bili.
b. Mengetahui hubungan karakteristik fisik tanah : tekstur tanah, C-Organik,
porositas tanah dan kadar air tanah terhadap volume infiltrasi (Vt) di greenbelt
bendungan bili-bili.
3
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai:
1) Sebagai bahan rujukan mengenai tingkat laju infiltrasi terhadap pemanfaatan
lahan di green belt bendungan Bili-Bili Kab. Gowa.
2) Sebagai bahan referensi dalam rangka pelaksanaan konservasi tanah pada
pemanfaatan lahan di green belt bendungan Bili-Bili Kab. Gowa.
E. Batasan Masalah
a. Penelitian ini hanya dilakukan pada 3 jenis pemanfaatan lahan saja. (1) (2) (3).
b. Penelitian ini hanya mengkaji perbedaan dari variabel kondisi tegakan pohon,
kondisi penutupan tanah dan karakteristik fisik tanah di greenbelt bendungan
bili-bili.
c. Penelitian ini hanya menguji laju infiltrasi pada 3 jenis penggunaan lahan di
greenbelt bendungan bili-bili.
d. Penelitian ini hanya dilakukan pada 1 musim saja yaitu pada musim kemarau.
32
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan agustus 2014 sampai September
2014. Lokasi penelitian terletak di greenbelt atau sabuk hijau bendungan bili-
bili, yang secara administrasi termasuk daerah Kabupaten Gowa provinsi
Sulawesi selatan.
Gambar 7 Peta dan Lokasi Penelitian (sumber : google earth 2013)
a. Letak Administrasi dan Batas Geografis
Lokasi Penelitian di greenbelt merupakan kawasan arboretum kayuara
salapang yang mencakup wilayah sub DAS Jeneberang Hilir yang terletak di
kelurahan Bonto Parang , kecamatan Parangloe, kabupaten Gowa. Secara
geografis terletak pada posisi sebagai berikut:
33
Pengambilan sampel pertama (sampel tanah A dan B) dilakukan pada
penggunaan lahan mangga dan jati yang terletak pada titik koordinat S 150
14’ 27,71” dan E 1190 36’ 07,50” serta S 150 13’ 26,70” dan E 1190 37’
06,51” dengan ketinggian 124 m dpl. Pengambilan sampel ke dua (sampel
tanah A dan B) dilakukan pada penggunaan lahan rambutan dan nangka
yang terletak pada titik koordinat S 150 14’ 27,05” dan E 1190 36’ 09,65” serta
S 150 14’ 27,05” dan E 1190 36’ 09,60” dengan ketinggian 122 m dpl.
Pengambilan sampel ke tiga (sampel tanah A dan B) dilakukan pada
penggunaan lahan jati dan akasia yang terletak pada titik koordinat S 050 14’
09,29,36” dan E 1190 36’ 9,17” serta S 050 14’ 08,27,34” dan E 1190 36’
9,17” dengan ketinggian 118 m dpl.
b. Vegetasi dan penggunaan lahan
Lokasi penelitian ini merupakan kawasan greenbelt waduk bili-bili yang
ditanami berbagai jenis tumbuhan agar dapat mengimbangi terjadi lonsor dan
banjir yang berdampak pada Bendungan Bili-Bili.
Vegetasi utama pada titik pengambilan sampel pertama seperti
mangga (Mangifera Indica) dan jati (Tectona Grandis L.F) dimana jarak
kerapatan tanaman 1,3 meter.
34
Gambar 8 Jenis vegetasi pada titik 1a dan 1b Mangga dan Jati. (sumber :dokumentasi lapangan 2014)
Vegatasi utama pada titik pengambilan sampel kedua seperti
rambutan (Niphelium lappaceum L) dan nangka (Artocarpus integra) dimana
jarak kerapatan tanaman 2 meter,
Gambar 9 Jenis vegetasi pada titik 2a dan 2b Rambutan dan Nangka.(sumber :dokumentasi lapangan 2014)
Vegatasi utama pada titik pengambilan sampel ketiga seperti jati
(Tectona Grandis L.F) dan akasia (Acacia Mangium a.k.a) dengan jarak
kerapatan tanaman 2,5 meter, sedangkan tanaman sisipan seperti Kopi
(Coffea sp) tanaman paku seperti pakis.
35
Gambar 10 Jenis Vegetasi Pada Titik 3a dan 3b Jati dan Akasia. (sumber :dokumentasi lapangan 2014)
Vegetasi berperan penting dalam mengurangi pukulan air hujan
sehingga akan mengurangi pemadatan tanah. Vegetasi berfungsi sebagai
penyimpan dan pengatur aliran permukaan dan infiltrasi. Sedangkan pohon-
pohon yang jarang tegakannya, kecil sekali pengaruhnya terhadap kecepatan
laju infiltrasi.
c. Topografi
Berdasarkan pengamatan yang dilakukan di Lapangan diperoleh
bahwa lereng lokasi penelitian menghadap ke arah Selatan dengan kondisi
topografi bergelombang, serta terdapat bebatuan dengan berbagai ukuran.
Hasil pengukuran kemiringan lereng pada lahan titik 1, titik 2 dan titik 3
menunjukkan kemiringan lereng masing-masing 24%, 32%, dan 27%.
Kemiringan tanah yang demikian tidak terlalu mempengaruhi kecepatan laju
infiltrasi disebabkan laju infiltrasi lebih terpengaruh pada porositas tanah.
36
Gambar 11 Clinometer (sumber : dokumentasi lapangan 2014)
d. Tanah
Kondisi tanah juga berpengaruh terhadap besar-kecilnya laju infiltrasi
yang terjadi. Data hasil pengukuran sifat fisik dan kimia tanah dilaboratoium
dapat dilihat pada Tabel Hasil Analisis Tanah
B. Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah air, GPS, tissue,
Double ring infiltrometer, penggaris, penampung air, gelas ukur, sabit, martil,
balok kayu, stop watch dan alat tulis.
37
C. Metode Penelitian
Fitting Model Infiltrasi dari Horton yaitu Persamaan Horton
f = fc + ( fo-fc)e-Kt
Keterangan :
f = Laju infiltrasi ( cm/menit )
fo = K`apasitas infiltrasi awal ( cm/menit)
fc = Kapasitas infiltasri setelah konstan ( cm/menit)
K = konstanta
t = Waktu ( menit )
e = 2,718
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode observasi
lapangan dan pengujian sampel di laboratorium.
Dalam penelitian ini dibagi menjadi 3 (tiga) tahapan yaitu; tahapan
pertama persiapan, kedua pengambilan data, ketiga pengolahan data serta
analisis laju limpasan permukaan, dengan uraian tahapan :
a. Persiapan
Persiapan dimaksud untuk menyiapkan segala sesuatu untuk
pengambilan sampel, diantaranya mengumpulkan data-data pendahuluan
seperti peta sabuk hijau (Arboretum) Bili-bili. Kemudian dipersiapkan alat-alat
yang diperlukan seperti yang telah diuraikan pada peralatan penelitian.
38
b. Pengambilan data
Tahap pertama yaitu menentukan titik lokasi penelitian dengan
memperhatikan vegetasi yang sama, luas lahan dengan perbedaan
kemirigan lereng. Kemudian tahap kedua yaitu pengambilan sampel tanah,
dengan terlebih dahulu menentukan titik koordinat lokasi pengambilan
sampel menggunakan bantuan GPS kemudian diambil beberapa sampel
tanah untuk berbagai jenis tanaman, jenis vegetasi dan beberapa jenis
kemiringan lereng yang berbeda kemudian melakukan pengukuran laju
infiltrasi di lapang menggunakan double ring infiltrometer.
Gambar 12 Double Ring Infiltrometer (sumber : dokumentasi lapangan 2014)
39
a. Ring yang berdiameter kecil (ring dalam) terlebih dahulu dimasukkan ke
dalam tanah dengan kedalaman 5-10 cm.
b. Ring berdiameter besar (ring luar) dipasang secara konsentris terhadap
ring dalam.
c. Setelah kedua ring dipasang, penggaris berskala diletakkan pada ring
bagian dalam,
d. lalu air dimasukkan secara bersamaan antara ring luar dan ring dalam.
e. Pengukuran laju infiltrasi dilakukan melalui pencatatan penurunan muka
air ditentukan setiap selang waktu 10 menit.
f. Pada pengukuran, di ulang sebanyak tiga kali sampai di dapatkan nilai fc
(kapasitas infiltrasi) yang konstan pada setiap titik pengamatan.
Tabel 1 karakteristik fisik tanah
No Titik Penelitian Kelas Tekstur ket
1 Titik I A Lempung BerliatMangga dan Jati
Titik I B Lempung berdebu
2 Titik II A Lempung BerliatRambutan dan Nangka
Titik II B Lempung berdebu
3 Titik III A Lempung BerdebuJati dan Akasia
Titik III B Lempung berliat
Sumber : Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah UNHAS 2014
40
Tekstur tanah merupakan salah satu karakteristik tanah yang
mempengaruhi infiltrasi. Tanah berpasir mempunyai proporsi pori makro yang
lebih besar, sedangkan tanah bertekstur liat didominasi oleh pori-pori mikro.
Pori tanah yang berukuran makro lebih berperan dalam proses pertukaran air
dan udara di dalam tanah di bandingkan dengan tanah yang berukuran mikro
(Baver et al.,1972). Kapasitas infiltrasi pada fraksi pasir lebih besar daripada
fraksi liat karena liat banyak mengandung pori mikro, sedangkan fraksi pasir
pori mikronya sedikit sehingga laju infiltrasinya kecil. (Kartasapoetra, 1989).
Kadar air tanah mempunyai peranan yang sangat penting dalam
mempengaruhi laju infiltrasi tanah. Kadar air tanah mula-mula (antecedent
soilmoisture condition) ketika mulai hujan menentukan banyaknya air yang
dapat masuk ke dalam tanah.
Bahan organik merupakan salah satu faktor yang mampu meningkatkan
infiltrasi. Utomo dan Sugeng (1982) menyatakan bahwa bahan organik
merupakan sumber energi bagi organisme tanah dan dalam aktivitasnya
beberapa organisme maupun mikroorganisme mengeluarkan bahan
penyemen agregat tanah sehingga memperbesar laju infiltrasi.
Volume total dipengeruhi oleh karakteristik fisik tanah seperti tekstur
tanah, porositas tanah, kadar air tanah dan bahan organik. Tanah yang
memiliki tekstur tanah lempung berdebu memiliki kemampuan untuk
menyerap air lebih besar dibandingkan tanah yang yang memiliki tekstur
tanah lempung berliat dikarenakan tanah yang bertekstur lempung berdebu
41
mempunyai porositas tanah yang lebih kasar dan besar sehingga mampu
menyerap air lebih besar dibandingkan dengan tanah yang bertekstur
lempung berliat.
43
BAB IV
ANALISIS DATA
A. Perhitungan laju infiltrasi
Model persamaan kurva laju infiltrasi (Infiltration Capacity Curve,,
IC-Curve) yang dikemukakan Horton dapat dilihat pada
persamaan………….. (1)
Keterangan :
Tabel 2 Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.I (mangga dan
jati)
Waktu (t)
(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitasinfiltrasi fo(t)(cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 0
10 4.000 8.00 2.00 6.00
20 3.500 7.00 2.00 5.00
30 3.380 6.80 2.00 4.80
40 2.750 5.70 2.00 3.70
50 2.250 4.50 2.00 2.50
60 1.610 3.20 2.00 1.20
70 1.100 2.10 2.00 0.10
80 1.000 2.00 2.00 0
90 1.000 2.00 2.00 0
100 1.000 2.00 2.00 0
44
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 1, maka nilai
fc = 2.00
fo = 8.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(8.00-2.00)/(7.00-2.00)]…..(Tabel 1.2)
K = 0.548
Gambar 14 Kurva perhitungan laju infiltrasi titik pertama bag.I (mangga
dan Jati)
Kurva perhitungan laju infiltrasi diatas memperlihatkan bagaimana
model Horton yang digunakan dapat menduga nilai pengamatan
lapangan. Ini berarti model Horton sangat tepat (fitting) dengan
pengamatan lapangan.
45
B. Perhitungan volume infiltrasi total V(t)
Untuk menghitung jumlah infiltrasi total (Vt) selama waktu (t) maka
dari persamaan Horton tersebut dilakukan integral dari persamaan Horton
yang menghasilkan luasan dibawah kurva, yaitu
(fo – fc)
H(t) = fc.t + --------------- (1 – e-Kt)K
Satuan tinggi total (Ht) = tinggi kolom air (mm, cm dan inchi tergantung
satuan pada parameter infiltrasi yang digunakan.
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 2.00
cm/jam; fo = 8.00 cm/jam dan K = 0.548 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. tinggi air pada w aktu 100 menit
(8.00 – 2.00)H(100) = 2.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.548.1.6)
0.548
= 1.04 cm = 0.0104 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0104 x 104 m2 = 104 m3
46
Tabel 3 Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.II (mangga dan
jati)
Waktu (t) Jumlah air yang kapasitas infiltrasi Fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) Konstan
0 10000 0 0 0
10 4000 8.00 1.00 7.00
20 3500 7.00 1.00 6.00
30 3100 6.10 1.00 5.10
40 2800 5.80 1.00 4.80
50 2300 4.60 1.00 3.60
60 1450 3.40 1.00 2.40
70 1150 2.20 1.00 1.20
80 500 1.00 1.00 0.00
90 500 1.00 1.00 0.00
100 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 2, maka nilai
fc = 1.00
fo = 8.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(8.00-1.00)/(7.00-1.00)]…..(Tabel 1.2)
K = 0.648
47
Gambar 15 Kurva perhitungan laju infiltrasi titik pertama bag.II (mangga
dan Jati).
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc =
1.00 cm/jam; fo = 8.00 cm/jam dan K = 0.648 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
b. tinggi air pada waktu 100 menit
(8.00 – 1.00)H(100) = 1.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.648.1.6)
0.648
= 2.00cm = 0.0200 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0200 x 104 m2 = 200 m3
48
Tabel 4 Perhitungan perameter infiltrasi titik kedua bag. I (rambutan dannangka)
Waktu (t)(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitasinfiltrasi fo (t)(cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 0
10 2.000 4.00 1.00 3.00
20 1.510 3.10 1.00 2.10
30 1.430 2.60 1.00 1.60
40 590 1.30 1.00 0.30
50 500 1.00 1.00 0
60 500 1.00 1.00 0
70 500 1.00 1.00 0
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 3, maka nilai
fc = 1.0
fo = 4.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(4.00-1.00)/(3.10-1.00)]…..(Tabel 1.4)
K = 0.280
49
Gambar 16 Kurva perhitungan laju infiltrasi titik kedua bag. I (rambutan
dan nangka).
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc =
1.00 cm/jam; fo = 4.00 cm/jam dan K = 0.280 Hitung volume total infiltrasi
selama 70 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 70 menit.
(4.00 – 1.00)(H70) = 1.00. 1.1 + ---------------- (1 – 2.718-0.280.1.1)
0.280
= 1.98cm = 0.0198 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 70 menit adalah
V = 0.0198 x 104 m2 = 198 m3
50
Tabel 5 perhitungan parameter infiltrasi titik kedua bag. II (rambutan dannangka)
waktu (t) Jumlah air yang kapasitas infiltrasi fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) konstan
0 10000 0 0 0
10 2000 4.00 1.00 2.90
20 1500 3.00 1.00 2.00
30 1220 2.30 1.00 1.30
40 590 1.80 1.00 0.80
50 550 1.50 1.00 0.50
60 510 1.20 1.00 0.20
70 500 1.00 1.00 0.00
80 500 1.00 1.00 0.0090 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 4, maka nilai
fc = 1.0
fo = 4.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(4.00-1.00)/(3.00-1.00)]…..(Tabel 1.4)
K = 0.246
51
Gambar 17 kurva perhitungan laju infiltrasi titik kedua bag.II (rambutandan nangka)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc =
1.00 cm/jam; fo = 4.00 cm/jam dan K = 0.246 Hitung volume total infiltrasi
selama 90 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 80 menit.
(4.00 – 1.00)(H80) = 1.00. 1.5 + ---------------- (1 – 2.718-0.246.1.5)
0.246
= 2.35 cm = 0.0235 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 70 menit adalah
V = 0.0235 x 104 m2 = 235 m3
52
Tabel 6 Perhitungan perameter infiltrasi titik ketiga bag. I (jati dan akasia)
Waktu (t)(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitas infiltrasif(t) (cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 0
10 3.390 6.60 1.00 5.60
20 2710 5.40 1.00 4.40
30 2380 4.40 1.00 3.40
40 1680 3.30 1.00 2.30
50 1100 2.10 1.00 1.10
60 540 1.07 1.00 0.07
70 500 1.00 1.00 0.00
80 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 5, maka nilai
fc = 1.00
fo = 6.60
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(6.60-1.00)/(5.40-1.00)]…..(Tabel 1.6)
K = 0.414
53
Gambar 18 Kurva perhitungan laju infiltrasi titik ketiga bag. I (jati danakasia)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc =
1.00 cm/jam; fo = 6.60 cm/jam dan K = 0.414 Hitung volume total infiltrasi
selama 80 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 80 menit
(6.60 – 1.00)(H100) = 1.00. 1.3 + ---------------- (1 – 2.718-0.414.1.3)
0.414
= 2.07 cm = 0.0207 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 80 menit adalah
V = 0.0207 x 104 m2 =207 m3
54
Tabel 7 perhitungan parameter infiltrasi titik ketiga bag. II (jati dan akasia)
Waktu, t Jumlah air yang kapasitas infiltrasi fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) konstan
0 10000 0 0 0
10 3300 6.50 1.00 5.50
20 2740 5.60 1.00 4.60
30 2380 4.40 1.00 3.40
40 1750 3.50 1.00 2.50
50 1500 3.00 1.00 2.00
60 1250 2.50 1.00 1.50
70 1000 2.00 1.00 1.00
80 570 1.50 1.00 0.50
90 500 1.00 1.00 0.00
100 500 1.00 1.00 0.00Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 6, maka nilai
fc = 1.00
fo = 6.50
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(6.50-1.00)/(5.60-1.00)]…..(Tabel 1.6)
K = 0.559
55
Gambar 19 perhitungan laju infiltrasi titik ketiga bag. II (jati dan akasia)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc =
1.00 cm/jam; fo = 6.50 cm/jam dan K = 0.559 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 100 menit
(6.50 – 1.00)(H100) = 1.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.559.1.6)
0.559
= 0.97 cm = 0.0097 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0097 x 104 m2 = 97 m3
56
Tabel 8 Hubungan karakteristik fisik tanah dengan volume total infiltrasi
No TitikPenelitian
KelasTekstur
Porositas(%)
Kadar Air(%)
C-Organik VolumeTotal (Vt)
1
Titikk I A LempungBerliat
37.94 18.07 1.68 104 m3
Titik I B Lempungberdebu
40.39 16.99 2.03 200 m3
2
Titik II A LempungBerliat
39.50 17.99 1.89 148 m3
Titik II B Lempungberdebu
44.57 16.87 2.15 235 m3
3
Titik III A LempungBerdebu
42.77 17.19 2.01 207 m3
Titik II B Lempungberliat
35.34 18.65 1.23 97 m3
Sumber : Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah UNHAS
Volume total dipengeruhi oleh karakteristik fisik tanah seperti
tekstur tanah, porositas tanah, kadar air tanah dan bahan organik. Tanah
yang memiliki tekstur tanah lempung berdebu memiliki kemampuan untuk
menyerap air lebih besar dibandingkan tanah yang yang memiliki tekstur
tanah lempung berliat dikarenakan tanah yang bertekstur lempung
berdebu mempunyai porositas tanah yang lebih kasar dan besar sehingga
mampu menyerap air lebih besar dibandingkan dengan tanah yang
bertekstur lempung berliat.
Dalam hal ini titik dua (B) memiliki volume total infiltrasi lebih besar
yaitu (235 m3) dibandingkan dengan titik tiga (A) yaitu (207 m3), titik satu
57
(A) yaitu (200 m3), titik dua (A) yaitu (148m3), titik satu (A) yaitu (104) dan
titik tiga (B) yaitu (97 m3).
58
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
a. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh nilai laju infiltrasi
dengan Metode Horton pada Greenbelt bendungan Bili-bili Kab. Gowa
yang terdapat pada tiga titik percobaan, yaitu titik pertama sebesar 261.1
m3, titik kedua sebesar 198.4 m3 , dan titik ketiga sebesar 293.4 m3. Hal
ini didasarkan pada hasil perhitungan volume infiltrasi total V(t).
Tabel 9 Hubungan karakteristik fisik tanah dengan volume total infiltrasi
No TitikPenelitian
KelasTekstur
Porositas(%)
Kadar Air(%)
C-Organik
VolumeTotal (Vt)
1
Titikk I A LempungBerliat
37.94 18.07 1.68 104 m3
Titik I B Lempungberdebu
40.39 16.99 2.03 200 m3
2
Titik II A LempungBerliat
39.50 17.99 1.89 148 m3
Titik II B Lempungberdebu
44.57 16.87 2.15 235 m3
3
Titik III A LempungBerdebu
42.77 17.19 2.01 207 m3
Titik II B Lempungberliat
35.34 18.65 1.23 97 m3
Sumber : Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah UNHAS 2014
Volume total dipengeruhi oleh karakteristik fisik tanah seperti
tekstur tanah, porositas tanah, kadar air tanah dan bahan organik. Tanah
yang memiliki tekstur tanah lempung berdebu memiliki kemampuan untuk
59
menyerap air lebih besar dibandingkan tanah yang yang memiliki tekstur
tanah lempung berliat dikarenakan tanah yang bertekstur lempung
berdebu mempunyai porositas tanah yang lebih kasar dan besar sehingga
mampu menyerap air lebih besar dibandingkan dengan tanah yang
bertekstur lempung berliat.
B. Saran
Perlu dilakukan konservasi lahan lebih lanjut pada kawasan
greenbelt bendungan bili-bili kab. Gowa agar dapat mengetahui seberapa
besar kapasitas tanah dalam menampung debit air serta dapat
menanggulangi limpasan permukaan dan erosi
42
Belum siap
Belum konstan
Gambar 3 Bagan dan alur penelitian
Mulai
Alat Bahan SDM
Cek
kosntannn
Bongkar cincin
Tentukan titik pengukuran
Cek
Titik I
Titik II
Titik III
Selesai
Pengambilandata
LABORATORIUM KIMIA DAN KESUBURAN TANAHJURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS HASANUDDINKampus Tamalanrea Jl. Perintis kemerdekaan Km. 10, MakassarTel. (0411) 587 076, Fax (0411) 587 076
HASIL ANALISIS CONTOH TANAHNomor : 0119.T.LKKT/2004Permintaan : Rafiuddin – Hamzah (Unismuh)Asal contoh/ lokasi : Bili-BiliObjek : PenelitianTgl. Penerimaan : 1 September 2014Tgl. Pengujian : 1 September 2014Jumlah : 3 Contoh Tanah Utuh
Nomor Contoh Tekstur (Hydrometer) Porositas
Urut KodeLaboratorium Pengirim Pasir
(%)Debu(%)
Liat(%) Klas Tekstur BD
(gr/cm3)PD
(gr/cm3)Porositas
(%)Permeabilitas
(cm/jam)Kadar Air
(%) C-Organik
1 UN I Titik I 31 34 27 Lempung berdebu 1.15 2.25 40.39 0.8 16.99 2.03
2 UN II Titik II 33 51 41 Lempung berliat 1.34 2.01 44.57 1.6 16.87 2.15
3 UN III Titik III 24 31 39 Lempung Berliat 1.36 2.16 35.34 1.8 18.65 1.23
Catatan :Hasil pengujian ini hanya berlaku bagi contoh tanah yang diuji dan tidak untuk diperbanyak
LABORATORIUM KIMIA DAN KESUBURAN TANAHJURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS HASANUDDINKampus Tamalanrea Jl. Perintis kemerdekaan Km. 10, MakassarTel. (0411) 587 076, Fax (0411) 587 076
HASIL ANALISIS CONTOH TANAHNomor : 0119.T.LKKT/2004Permintaan : Rafiuddin - Hamzah (Unismuh)Asal contoh/ lokasi : Bili-BiliObjek : PenelitianTgl. Penerimaan : 1 September 2014Tgl. Pengujian : 1 September 2014Jumlah : 3 Contoh Tanah Utuh
Nomor Contoh Tekstur (Hydrometer) Porositas
Urut
KodeLaboratoriu
m
Pengirim
Pasir(%)
Debu(%)
Liat(%) Klas Tekstur BD
(gr/cm3)PD
(gr/cm3)
Porositas
(%)
Permeabilitas
(cm/jam)
KadarAir(%)
C-Organik
1 UN I Titik I 25 30 39 Lempung berliat 1.15 2.25 37.94 0.8 18.07 1.68
2 UN II Titik II 24 32 38 Lempung berliat 1.34 2.01 39.50 1.6 17.99 1.89
3 UN III Titik III 31 50 25 LempungBerdebu 1.36 2.16 42.77 1.8 17.19 2.01
Catatan :Hasil pengujian ini hanya berlaku bagi contoh tanah yang diuji dan tidak untuk diperbanyak
60
Daftar pustaka
Arsyad,S. (2010). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai,
UGMPress,Yogyakarta.
Hardjowigeno., ( 2003). Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta.
Asdak. Chay, 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.
Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Arsyad,S., (2000) Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor.
Lakitan B. 1994. Dasar-dasar Klimatologi. PT Raja Grafindo Persada.Jakarta.
Shaw, Elizabeth (1994). Hidrology in Practice. Taylor & Francis. England.
Lee, R. (1990). Forest Hydrology. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Seyhan. E.1990. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Dwidjoseputro.1990.Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Pt Gramedia PustakaUtama. Jakarta
Haridjajda et al., (1990). Hidrologi Pertanian. Institute Pertanian Bogor.Bogor.
Arsyad, S., 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor.
Kartasapoetra., (1989) Hukum tanah. Jaminan UUPA Bagi KeberhasilanPendayagunaan Tanah. PT Pembina Aksara. Jakarta.
Soemarto, C.D., 1987. Hidrologi Teknik. Usaha Nasional, Surabaya.
Sarief., (1985) Konservasi Tanah dan Air. Pustaka Buana. Bandung.
Foth., (1984). Fundamentals of Soil Science. Fifth Edition. John Wiley andand SonsInc. New York.
61
Utomo, W. H., dan Sugeng. (1982). Pengelolaan Tanah TerhadapLimpasan dan Erosi. Konfrensi Nasional II. PSL se-Indonesia.Lembaga Ekologi Universitas padjadjaran. Bandung.
Soetoto, dan Aryono. 1980. Mekanika tanah. Departemen Pendidikan danKebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan. Jakarta.
Baver et al., (1972). Soil Physics. John Wiley and Sons, Inc, New York,London, Sidney and Toronto.
Konhke., (1968). Soil Physics, McGraw Hill. New York.
A. PERHITUNGAN LAJU INFILTRASI
Perhitungan laju infiltrasi dengan menggunakan Model persamaan
kurva kapasitas infiltrasi (Infiltration Capacity Curve,, IC-Curve) yang
dikemukakan Horton dapat dilihat pada persamaan…………….. (1)
Nilai Fc diestimasi dari hasil penggambaran ( plotting ) hubungan
antara kapasitas infiltrasi dan waktu ( sebagai absis ). Setelah Fc
ditetapkan, maka dapat dihitung nilai-nilai K. Nilai-nilai K dihitung dengan
menggunakan rumus persamaan ……………(2)
Persamaan (2) digunakan untuk menghitung nilai-nilai K pada setiap
titik pengamatan, sehingga untuk titik-titik selanjutnya dapat dilakukan
dengan cara yang sama. Setelah nilai-nilai K semuanya terhitung, maka
dapat dihitung pula laju infiltrasi untuk berbagai waktu yang berbeda-beda.
Hasil perhitungan digambarkan pada suatu grafik hubungan antara waktu
dan kapasitas infiltrasi.
Tabel 2 Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.I (mangga dan
jati)
Waktu (t)(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitasinfiltrasi fo(t)(cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 010 4.000 8.00 2.00 6.0020 3.500 7.00 2.00 5.0030 3.380 6.80 2.00 4.8040 2.750 5.70 2.00 3.7050 2.250 4.50 2.00 2.5060 1.610 3.20 2.00 1.2070 1.100 2.10 2.00 0.1080 1.000 2.00 2.00 090 1.000 2.00 2.00 0100 1.000 2.00 2.00 0
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 1, maka nilai
fc = 2.00
fo = 8.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(8.00-2.00)/(7.00-2.00)]…..(Tabel 1.2)
K = 0.548
Gambar 14 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik pertama bag.I
(mangga dan Jati)
Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi diatas memperlihatkan
bagaimana model Horton yang digunakan dapat menduga nilai
pengamatan lapangan. Ini berarti model Horton sangat tepat (fitting)
dengan pengamatan lapangan.
A. Perhitungan volume infiltrasi total V(t)
Untuk menghitung jumlah infiltrasi total (Vt) selama waktu (t) maka dari
persamaan Horton tersebut dilakukan integral dari persamaan Horton
yang menghasilkan luasan dibawah kurva, yaitu
(fo – fc)
H(t) = fc.t + --------------- (1 – e-Kt)K
Satuan tinggi total (Ht) = tinggi kolom air (mm, cm dan inchi tergantung
satuan pada parameter infiltrasi yang digunakan.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/m
enit)
waktu, t (menit)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 2.00
cm/jam; fo = 8.00 cm/jam dan K = 0.548 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. tinggi air pada w aktu 100 menit
(8.00 – 2.00)H(100) = 2.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.548.1.6)
0.548
= 1.04 cm = 0.0104 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0104 x 104 m2 = 104 m3
Tabel 3 Perhitungan parameter infiltrasi titik pertama bag.II (mangga dan
jati)
Waktu (t) Jumlah air yang kapasitas infiltrasi Fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) Konstan
0 10000 0 0 0
10 4000 8.00 1.00 7.00
20 3500 7.00 1.00 6.00
30 3100 6.10 1.00 5.10
40 2800 5.80 1.00 4.80
50 2300 4.60 1.00 3.60
60 1450 3.40 1.00 2.40
70 1150 2.20 1.00 1.20
80 500 1.00 1.00 0.00
90 500 1.00 1.00 0.00
100 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 2, maka nilai
fc = 1.00
fo = 8.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(8.00-1.00)/(7.00-1.00)]…..(Tabel 1.2)
K = 0.648
Gambar 15 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik pertama bag.II
(mangga dan Jati).
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 1.00
cm/jam; fo = 8.00 cm/jam dan K = 0.648 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
kapa
sitas
infil
tras
i f (c
m/m
enit)
Waktu t(menit)
Penyelesaian :
a. tinggi air pada waktu 100 menit
(8.00 – 1.00)H(100) = 1.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.648.1.6)
0.648
= 2.00cm = 0.0200 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0200 x 104 m2 = 200 m3
Tabel 4 Perhitungan perameter infiltrasi titik kedua bag. I (rambutan dannangka)
Waktu (t)(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitasinfiltrasi fo (t)(cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 010 2.000 4.00 1.00 3.0020 1.510 3.10 1.00 2.1030 1.430 2.60 1.00 1.6040 590 1.30 1.00 0.3050 500 1.00 1.00 060 500 1.00 1.00 070 500 1.00 1.00 0
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 3, maka nilai
fc = 1.0
fo = 4.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(4.00-1.00)/(3.10-1.00)]…..(Tabel 1.4)
K = 0.280
Gambar 16 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik kedua bag. I
(rambutan dan nangka).
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 1.00
cm/jam; fo = 4.00 cm/jam dan K = 0.280 Hitung volume total infiltrasi
selama 70 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 70 menit.
(4.00 – 1.00)(H70) = 1.00. 1.1 + ---------------- (1 – 2.718-0.280.1.1)
0.280
= 1.98cm = 0.0198 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 70 menit adalah
V = 0.0198 x 104 m2 = 198 m3
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
10 20 30 40 50 60 70
kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/m
enit)
waktu,t (menit)
Tabel 5 perhitungan parameter infiltrasi titik kedua bag. II (rambutan dannangka)
waktu (t) Jumlah air yang kapasitas infiltrasi fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) konstan
0 10000 0 0 0
10 2000 4.00 1.00 2.90
20 1500 3.00 1.00 2.00
30 1220 2.30 1.00 1.30
40 590 1.80 1.00 0.80
50 550 1.50 1.00 0.50
60 510 1.20 1.00 0.20
70 500 1.00 1.00 0.00
80 500 1.00 1.00 0.0090 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 4, maka nilai
fc = 1.0
fo = 4.00
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(4.00-1.00)/(3.00-1.00)]…..(Tabel 1.4)
K = 0.246
Gambar 17 kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik kedua bag.II(rambutan dan nangka)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 1.00
cm/jam; fo = 4.00 cm/jam dan K = 0.246 Hitung volume total infiltrasi
selama 90 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 80 menit.
(4.00 – 1.00)(H80) = 1.00. 1.5 + ---------------- (1 – 2.718-0.246.1.5)
0.246
= 2.35 cm = 0.0235 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 70 menit adalah
V = 0.0235 x 104 m2 = 235 m3
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
10 20 30 40 50 60 70 80 90
kapa
sitas
infil
tras
i fo
(cm
/men
it)
waktu t (menit)
Tabel 6 Perhitungan perameter infiltrasi titik ketiga bag. I (jati dan akasia)
Waktu (t)(menit)
Jumlah air yangditambahkan (ml)
Kapasitas infiltrasif(t) (cm/menit)
Fc(konstan)
f-fc
0 10.000 0 0 010 3.390 6.60 1.00 5.6020 2710 5.40 1.00 4.4030 2380 4.40 1.00 3.4040 1680 3.30 1.00 2.3050 1100 2.10 1.00 1.1060 540 1.07 1.00 0.0770 500 1.00 1.00 0.00
80 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 5, maka nilai
fc = 1.00
fo = 6.60
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(6.60-1.00)/(5.40-1.00)]…..(Tabel 1.6)
K = 0.414
Gambar 18 Kurva perhitungan kapasitas infiltrasi titik ketiga bag. I (jati danakasia)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
10 20 30 40 50 60 70 80kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/m
enit)
waktu, t (menit)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 1.00
cm/jam; fo = 6.60 cm/jam dan K = 0.414 Hitung volume total infiltrasi
selama 80 menit untuk areal 1 ha?.
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 80 menit
(6.60 – 1.00)(H100) = 1.00. 1.3 + ---------------- (1 – 2.718-0.414.1.3)
0.414
= 2.07 cm = 0.0207 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 80 menit adalah
V = 0.0207 x 104 m2 =207 m3
Tabel 7 perhitungan parameter infiltrasi titik ketiga bag. II (jati dan akasia)
Waktu, t Jumlah air yang kapasitas infiltrasi fc f-fc(menit) ditambahkan (ml) fo (t)(cm/menit) konstan
0 10000 0 0 0
10 3300 6.50 1.00 5.50
20 2740 5.60 1.00 4.60
30 2380 4.40 1.00 3.40
40 1750 3.50 1.00 2.50
50 1500 3.00 1.00 2.00
60 1250 2.50 1.00 1.50
70 1000 2.00 1.00 1.00
80 570 1.50 1.00 0.50
90 500 1.00 1.00 0.00
100 500 1.00 1.00 0.00
Dengan diketahuinya nilai pada Tabel 6, maka nilai
fc = 1.00
fo = 6.50
K = 1/(t2-t1)ln[(f1-fc)/(f2-fc)] maka
K = 1/(20-10)In[(6.50-1.00)/(5.60-1.00)]…..(Tabel 1.6)
K = 0.559
Gambar 19 perhitungan kapasitas infiltrasi titik ketiga bag. II (jati danakasia)
Dari perhitungan persamaan kurva Horton di atas diperoleh, fc = 1.00
cm/jam; fo = 6.50 cm/jam dan K = 0.559 Hitung volume total infiltrasi
selama 100 menit untuk areal 1 ha?.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
kapa
sitas
infil
tras
i f (c
m/m
enit)
Waktu t (menit)
Penyelesaian :
a. Tinggi air pada waktu 100 menit
(6.50 – 1.00)(H100) = 1.00. 1.6 + ---------------- (1 – 2.718-0.559.1.6)
0.559
= 0.97 cm = 0.0097 m
b. Volume air infiltrasi pada areal 1 ha selama 100 menit adalah
V = 0.0097 x 104 m2 = 97 m3
Tabel 8 Hubungan karakteristik fisik tanah dengan volume total infiltrasi
No TitikPenelitian
KelasTekstur
Porositas(%)
Kadar Air(%)
C-Organik VolumeTotal (Vt)
1Titikk I A Lempung
Berliat37.94 18.07 1.68 104 m3
Titik I B Lempungberdebu
40.39 16.99 2.03 200 m3
2Titik II A Lempung
Berliat39.50 17.99 1.89 148 m3
Titik II B Lempungberdebu
44.57 16.87 2.15 235 m3
3Titik III A Lempung
Berdebu42.77 17.19 2.01 207 m3
Titik II B Lempungberliat
35.34 18.65 1.23 97 m3
Sumber : Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah UNHAS
Volume total dipengeruhi oleh karakteristik fisik tanah seperti tekstur
tanah, porositas tanah, kadar air tanah dan bahan organik. Tanah yang
memiliki tekstur tanah lempung berdebu memiliki kemampuan untuk
menyerap air lebih besar dibandingkan tanah yang yang memiliki tekstur
tanah lempung berliat dikarenakan tanah yang bertekstur lempung
berdebu mempunyai porositas tanah yang lebih kasar dan besar sehingga
mampu menyerap air lebih besar dibandingkan dengan tanah yang
bertekstur lempung berliat.
Dalam hal ini titik dua (B) memiliki volume total infiltrasi lebih besar yaitu
(235 m3) dibandingkan dengan titik tiga (A) yaitu (207 m3), titik satu (A)
yaitu (200 m3), titik dua (A) yaitu (148m3), titik satu (A) yaitu (104) dan titik
tiga (B)
Table I. Pengukuran laju infiltrasi titik pertama.t (jam) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100f (cm/jam) 8,00 7,00 6,80 5,70 4,50 3,20 2,10 2,00 2,00 2,00
Waktu (t)(jam)10 8,00 0,7781512520 7,00 0,69897000430 6,80 0,68124123740 5,70 0,56820172450 4,50 0,39794000960 3,20 0,07918124670 2,10 -180 2,0090 2,00100 2,00
gambar 1. kurva laju inviltrasi titik pertama
Kapasitas (f)(cm/jam)
fc f-fc log(f-fc)
2,00 6,002,00 5,002,00 4,802,00 3,702,00 2,502,00 1,202,00 0,10
000
2,002,002,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/j
am)
waktu, t (menit)
Table 2. pengukuran laju infiltrasi titik kedua.t (jam) 10 20 30 40 50 60 70
f (cm/jam) 4,00 3,10 2,60 1,30 1,00 1,00 1,00
Waktu (t)(jam)10 4,00 1,00 3,00 0,47712125520 3,10 1,00 2,10 0,32221929530 2,60 1,00 1,60 0,20411998340 1,30 1,00 0,30 -0,52287874550 1,00 1,00 060 1,00 1,00 070 1,00 1,00 0
Gambar 3, kurva laju infiltrasi titik kedua
Kapasitas (f)(cm/jam)
fc f-fc log(f-fc)
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
10 20 30 40 50 60 70
kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/j
am)
waktu,t (menit)
Tabel 3 pengukuran laju infiltrasi titik ketigat (jam) 10 20 30 40 50 60 70 80
f (cm/jam) 6,60 5,40 4,40 3,30 2,10 1,00 1,00 1,00
10 6,60 1,00 5,60 0,74818820 5,40 1,00 4,40 0,64345330 4,40 1,00 3,40 0,53147940 3,30 1,00 2,30 0,36172850 2,10 1,00 1,10 0,04139360 1,07 1,00 0,07 -1,1549019670 1,00 1,00 0,0080 1,00 1,00 0,00
Gambar 3 kurva laju infiltrasi titik ketiga
f-fc Log (f - fc)kapasitas
infiltrasi (f)(cm/jam)
waktu t(jam) fc
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
10 20 30 40 50 60 70 80
kapa
sitas
infil
tras
i, fo
(t) (
cm/j
am)
waktu, t (menit)
Lampiran 2. Dokumentasi
Gambar pengambilan sampel tanah A dan B di titik pertama padapenutupan lahan jati dan mangga
Top Related