BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Infiltrasi
Analisis ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi air daerah penelitian untuk itu dibutuhkan data hasil pengukuran laju infiltrasi di lapangan dengan
mengunakan alat single ring infiltrometer. Seperti yang telah dijelaskan pada bab III bahwa analisis data laju infiltrasi pada penelitian ini menggunakan metode Horton.
4.1.1 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Lapangan
Pengukuran laju infiltrasi dilakukan pada tanggal 2 Maret 2014 dengan kondisi tanah belum jenuh menggunakan alat single ring infiltrometer. Alat single
ring infiltrometer adalah suatu pipa besi yang bergaris tengah 25
–30 cm dengan tinggi 60 cm. Pada bagian atas pipa terdapat pelat yang berfungsi memudahkan dan
melindungi ring pada saat ditekan.
Gambar 4.1 Dimensi Single Ring Infitrometer
Universitas Sumatera Utara
Untuk pelaksanaan pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut Harto, 1981:
1. Menentukan lahan yang akan diukur 2. Membersihkan lahan yang akan di ukur
3. Mempersiapkan alat-alat pada lokasi pengukuran 4. Menekan ring infiltrometer kedalam tanah sedalam 50 cm
5. Membersihkan tanah-tanah yang terkelupas di dalam ring infiltrometer setelah dilakukan penekanan.
6. Kemudian air dituangkan sampai silinder penuh dan ditunggu sampai air tersebut seluruhnya terinfiltrasi. Hal ini perlu dilakukan untuk menghilangkan retak-retak
tanah yang merugikan pengukuran 7. Air dituangkan kembali kedalam silinder sampai penuh
8. Setelah air penuh, stopwatch dinyalakan, dan air didiamkan selama waktu yang telah ditentukan. Dalam hal ini durasi waktu dapat dilakukan secara bertahap, 3
menit, 4 menit, 4 menit, 5 menit, 5 menit, 5 menit, 10 menit dan seterusnya. 9. Setelah 3 menit di diamkan, penurunan yang terjadi diukur dan dicatat pada table
yang telah disiapkan. 10. Air dituangkan kembali secepatnya ke dalam silinder sampai penuh. Kemudian
didiamkan kembali selama 4 menit. Besar penurunan muka air setelah 4 menit kemudian diukur dan dicatat kembali pada tabel pencatatan.
Hal pada poin 10 tersebut dilakukan terus menerus, untuk durasi waktu 4, 5, 5, 5, dan 10 menit sampai laju penurunan muka air konstan atau penurunan muka air
ke-n sama dengan laju penurunan muka air ke n+1. Dalam hal ini berarti laju infiltrasi sudah tetap.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 di bawah ini adalah gambar dokumentasi proses penetrasi menggunakan single ring infiltrometer.
a b
c d
Gambar 4.2 a Pembersihan Lahan, b Proses pemasukan Ring Infrometer dalam tanah, c Proses Penetrasi Ring Infiltrometer dan d Proses Pengamatan
Laju Infiltrasi
Universitas Sumatera Utara
4.1.1.1 Laju Infiltrasi Tanah Sebelum Terdapat Lubang Resepan Biopori
Tabel 4. 1 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Pada Tanah Normal Di Kawasan Penelitian
No T
menit Waktu Kumulatif
jam Penurunan
cm fo
cmjam Fc
cmjam Log
fo-fc 1
3 0.050
2.2 44
16.2 1.444
2 4
0.117 2.5
34.5 16.2
1.262 3
4 0.183
2.4 33
16.2 1.225
4 5
0.267 2.1
25.2 16.2
0.954 5
5 0.350
1.9 22.8
16.2 0.819
6 5
0.433 1.7
20.4 16.2
0.623 7
10 0.600
2.7 16.2
16.2 8
10 0.767
2.7 16.2
16.2 9
10 0.933
2.7 16.2
16.2 Sumber: Hasil Perhitungan
Keterangan: fo = Laju infiltrasi dan fc = Laju infiltrasi konstan. Data yang diperoleh melalui hasil pengukuran laju infiltrasi dengan
menggunakan ring infiltrometer akan dianalisis menggunakan metode Horton. Tahapan perhitungan metode Horton dapat dijelaskan sebagai berikut:
f = fc + f0 – fc x e
-kt
log f t -fc = log f -fc -kt log e m= k loge
Dari tabel di atas, berdasarkan rumus Horton maka dapat ditransposisikan seperti perhitungan-perhitungan sebagai berikut:
ft – fc = f
– fc f0.050
– fc = 44 – 16.2 = 27.8 f0.117
– fc = 34.5 – 16.2 = 18.3 Kemudian kedua persamaan tersebut di log kan menjadi:
log f t -fc = log f -fc -kt log e log f .
-fc = log . = .
log f . -fc = log
. = .
Universitas Sumatera Utara
Setelah persamaan tersebut di log kan, maka hasil analisis grafik log fo –fc
terhadap waktu dapat dibuat seperti yang ditunjukan Gambar 4.3.
Gambar 4. 3 Grafik Log fo-fc terhadap Waktu Metode Horton Dari grafik di atas dengan regresi linier didapatkan nilai kemiringan m
sebesar 0.498. Tanda negatif menunjukkan bahwa ft berkurang dengan bertambahnya waktu. Setelah diketahui nilai m maka dapat dihitung nilai k sebagai
berikut: m= − k loge
- . = − k loge
k log e = − - . k log e = .
k log . = .
k = 4.624
Universitas Sumatera Utara
Dari nilai k di atas maka rumus laju infiltrasi ft terhadap waktu dapat dihitung dengan memasukkan nilai k seperti pada Tabel 4.2
Tabel 4.2 Hasil Analisis Laju Infiltrasi pada Tanah Normal di Kawasan Penelitian
No. T
menit Waktu
Kumulatif jam
Penurunan cm
fo cmjam
fc cmjam
fo-fc cmjam
Log fo-fc
k -k x t
ft cmjam
1 3
0.050 2.2
44 16.2
27.8 1.444
4.624 -0.2312
38.26 2
4 0.117
2.5 37.5
16.2 21.3
1.328 4.624
-0.5410 28.60
3 4
0.183 2.4
36 16.2
19.8 1.297
4.624 -0.8462
24.69 4
5 0.267
2.1 25.2
16.2 9
0.954 4.624
-1.2346 18.82
5 5
0.350 1.9
22.8 16.2
6.6 0.819
4.624 -1.6184
17.51 6
5 0.433
1.7 20.4
16.2 4.2
0.623 4.624
-2.0022 16.77
7 10
0.600 2.7
16.2 16.2
4.624 -2.7744
16.20 8
10 0.767
2.7 16.2
16.2 4.624
-3.5466 16.20
9 10
0.933 2.7
16.2 16.2
4.624 -4.3142
16.20 Sumber : Hasil Perhitungan
Keterangan: ft = Laju infiltrasi nyata cmjam, fc = Laju infiltrasi tetap cmjam, fo = Laju infiltrasi awal cmjam, k = Konstanta geofisik, dan t = Waktu jam.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Tabel 4.2, dapat dibuat suatu grafik laju infiltrasi ft nyata terhadap waktu t Gambar 4. 4.
Gambar 4. 4 Grafik ft Horton Pada grafik di atas dapat dilihat, pengukuran infiltrometer yang menunjukan
bahwa laju infiltrasi mulai konstan pada waktu setelah 0.433 jam dengan laju infiltrasi 16.2 cmjam atau 16.2 mmjam. Berdasarkan Tabel 2.1, tekstur tanah
dengan kecepatan infiltrasi 7.5 - 15 cmjam termasuk kelas sedang. Dari grafik pada Gambar 4. 4 terlihat bahwa secara umum laju infiltrasi
maksimum terjadi pada permulaan pengukuran. Dengan bertambahnya waktu, laju infiltrasi kemudian menurun untuk kemudian kurva mulai mendatar, yang
menunjukkan bahwa laju infiltrasi telah mencapai nilai yang konstan. Penyebab dari bentuk kurva yang seperti itu, karena pada mulanya infiltrasi terjadi pada keadaan
kadar air tanah yang tidak jenuh, sehingga yang terjadi adalah tarikansedotan matriks tanah dan gravitasi. Dengan masuknya air kedalam profil tanah yang lebih
38,26 28,6
24,69 18,82
17,51 16,77
16,2 16,2
16,2 10
20 30
40 50
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7 0,8
0,9 1
laj au
i nf
il tr
asi c
m j
am
Waktu jam
Universitas Sumatera Utara
dalam lagi dan semakin basahnya profil tanah tersebut maka tarikansedotan matriks tanah menjadi berkurang.
Dengan penambahan air yang terus menerus, ini membuat permukaan tanah.menjadi jenuh sehingga tarikansedotan matriks tanah menjadi sedemikian
kecilnya hingga dapat diabaikan. Dengan demikian yang tinggal hanya tarikan gravitasi, yang membuat air dapat bergerak ke bawah. Pada saat itu laju infiltrasi
adalah konstan, yang ditunjukkan oleh kurva yang mendatar. Dari perhitungan diatas terdapat perbedaan antara intensitas hujan yang
terjadi pada kawasan perumahan dengan kecepatan infiltrasi pada tanah di kawasan perumahan, dimana intensitas curah hujan untuk PUH 2 tahun adalah 195.791
mmjam atau 19.58 cmjam sedangkan laju infiltrasi sebesar 16.2 cmjam I f , sehingga air limpasannya merupakan selisih antara intensitas hujan dengan kecepatan
infiltrasi, yaitu sebesar 3.38 cmjam.
4.1.1.2 Laju Infiltrasi Tanah Setelah Terdapat Lubang Resapan Biopori
Pengukuran laju infiltrasi pada lokasi penelitian setelah terdapat lubang resapan biopori. Lubang resapan biopori dibuat dengan spesifikasi kedalaman 1
meter dan diameter 10 cm. Lubang diisi dengan sampah daun dan pengujian dilakukan 14 hari setelah pengisian sampah ke dalam lubang resapan biopori setelah
terjadi pengomposan. Hasil pengukuran laju infiltrasi pada lokasi penelitian untuk tanah setelah
terjadi pengomposan pada lubang resapan biopori dijelaskan pada tabel 4.3 berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan laju infiltrsasi pada tanah setelah terdapat lubang resapan biopori
No. T
menit Waktu
Kumulatif jam
Penurunan cm
Fo cmjam
Fc cmjam
Log fo-fc
1
1
0.017 9.7
582 114
2.67
2
2
0.050 7.5
225 114
2.04
3
4
0.117 12
180 114
1.82
4
4
0.183 10.7
160.5 114
1.67
5
5
0.267 10.1
121.2 114
0.86
6
5
0.350 9.8
117.6 114
0.56
7
5
0.433 9.5
114 114
8
5
0.517 9.5
114 114
9
5
0.600 9.5
114 114
Sumber : Hasil Perhitungan Keterangan: fo = Laju infiltrasi dan fc = Laju infiltrasi konstan.
Data yang diperoleh melalui hasil pengukuran laju infiltrasi dengan menggunakan ring infiltrometer akan dianalisis menggunakan metode Horton.
Tahapan perhitungan metode Horton dapat dijelaskan sebagai berikut: f = fc + f0
– fc x e
-kt
log f t -fc = log f -fc -kt log e m= k loge
Dari tabel di atas, berdasarkan rumus Horton maka dapat ditransposisikan seperti perhitungan-perhitungan sebagai berikut:
ft – fc = f
– fc f0.017
– fc = 194.00– 57.00 = 137 f0.050
– fc = 112.50–57.0 = 55.5 Kemudian kedua persamaan tersebut di log kan menjadi:
log f t -fc = log f -fc -kt log e
log f 0.017 -fc = log =2.137
Universitas Sumatera Utara
log f 0.050 -fc = log . = 1.744
Setelah persamaan tersebut di log kan, maka hasil analisis grafik log fo –fc
terhadap waktu dapat dibuat seperti yang ditunjukan Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik Log fo-fc terhadap Waktu Metode Horton
Dari grafik di atas dengan regresi linier didapatkan nilai kemiringan m sebesar -0.2001. Tanda negatif menunjukkan bahwa ft berkurang dengan
bertambahnya waktu. Setelah diketahui nilai m maka dapat dihitung nilai k sebagai berikut:
m= − k loge - .
= − k loge k log e = − - .
k log e = . k log .
= . k=11.507
2,67; 0,017 2,04; 0,05
1,82; 0,117 1,67; 0,183
0,86; 0,267 0,56; 0,35
0; 0,433 0; 0,517
0; 0,6
y = -0,1981x + 0,4933
-0,1 0,1
0,2 0,3
0,4 0,5
0,6 0,7
0,2 0,4 0,6 0,8 1
1,2 1,4 1,6 1,8 2
2,2 2,4 2,6 2,8 3
Waktu Ku
m u
latif jam
log fo-fc
y = -0.2001x + 0.4902
Universitas Sumatera Utara
Dari nilai k di atas maka rumus laju infiltrasi ft terhadap waktu dapat dihitung dengan memasukkan nilai k seperti pada Tabel 4.21.
Tabel 4.4 Hasil Analisis Laju Infiltrasi pada Tanah Normal di Kawasan Perumahan
No. T
menit Waktu
Kumulatif jam
Penurunan cm
fo cmjam
fc cmjam
fo-fc cmjam
Log fo-fc
k -k x t
Ft cmjam
1
1
0.017 9.7
582 114
468 2.67
11.507
0.196 498.709
2
2
0.050 7.5
225 114
111 2.04
11.507
0.575 176.464
3
4
0.117 12
180 114
66 1.82
11.507
1.346 131.181
4
4
0.183 10.7
160.5 114
46.5 1.67
11.507
2.106 119.661
5
5
0.267 10.1
121.2 114
7.2 0.86
11.507
3.072 114.334
6
5
0.350 9.8
117.6 114
3.6 0.56
11.507
4.027 114.064
7
5
0.433 9.5
114 114
11.507
4.982 114
8
5
0.517 9.5
114 114
11.507
5.949 114
9
5
0.600 9.5
114 114
11.507
6.904 114
Sumber : Hasil Perhitungan Keterangan: ft = Laju infiltrasi nyata cmjam, fc = Laju infiltrasi tetap cmjam, fo = Laju infiltrasi awal cmjam, k = Konstanta
geofisik, dan t = Waktu jam.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Tabel 4.4, dapat dibuat suatu grafik laju infiltrasi ft nyata terhadap waktu t Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Grafik ft Horton untuk tanah terdapat lubang resapan biopori
Pada grafik di atas dapat dilihat, pengukuran infiltrometer yang menunjukan bahwa laju infiltrasi mulai konstan pada waktu setelah 0.433 jam dengan laju
infiltrasi 57 cmjam atau 57 mmjam. Sehingga dari perhitungan terlihat nilai peningkatan laju infiltrasi dari tanah normal terhadap tanah dengan lubang resapan
biopori. Perbandingan laju infiltrasi tersebut dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut ini.
Tabel 4.5 Perbandingan Laju Infiltrasi pada Tanah Normal dan Tanah dengan LRB
Laju Infiltrasi cmjam Kenaikan Laju Resapan
Sebelum Terdapat LRB
Setelah Terdapat LRB
16.2 114
703.7 Sumber : Hasil Perhitungan
Universitas Sumatera Utara
4.2 Uji Permeabilitas di Laboratorium
Kategori