BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Infiltrasi
Uji analisa ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi air di 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
Dalam melakukan pengukuran laju infiltrasi 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. Sepeti yang terdapat
pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Dimensi Single Ring Infiltrometer
Universitas Sumatera Utara
Untuk pelaksanaan pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut Harto, 1993:
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
tabel 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.
Universitas Sumatera Utara
a b
c
Gambar 4. 2 Gambar Dokumentasi Proses Penetrasi Menggunakan
Single Ring Infiltrometer
.
Keterangan gambar : a Pembersihan Lahan,
b Proses Penuangan Air ke dalam Single Ring Infiltrometer c Proses Pengamatan Laju Infiltrasi.
Ada pun data hasil laju infiltrasi pada kondisi tanah sebelum jenuh menggunakan alat
single ring infiltrometer
adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Percobaan Singel Ring Infiltrometer. NO
Waktu t Menit
Penurunan cm Percobaan I
Percobaan II Percobaan III
1 3
2,3 2,2
2,3 2
4 2,4
2,4 2,4
3 4
2,3 2,3
2,3 4
5 2,2
2,1 2,2
5 5
1,9 1,8
2,0 6
5 1,5
1,5 1,5
7 10
2,6 2,6
2,7 8
10 2,6
2,6 2,7
9 10
2,6 2,6
2,7 Sumber : Hasil Percobaan
Dari data percobaan di atas, data yg di pakai adalah data percobaan yg ke 3, karena daya serap infiltrasi lebih besar. Maka data hasil perhitungan laju
infiltrasi pada kondisi tanah sebelum jenuh menggunakan alat
single ring infiltrometer
, adalah sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi
NO Waktu t
menit Waktu kumulatif
jam Penurunan
cm fo
cmjam fc
cmjam Log
fo-fc 1
3 0,050
2,3 46
16,2 1,47
2 4
0,117 2,4
36 16,2
1,29 3
4 0,183
2,3 34,5
16,2 1,26
4 5
0,267 2,2
26,4 16,2
1,01 5
5 0,350
2,0 24
16,2 0,89
6 5
0,433 1,5
18 16,2
0,25 7
10 0,600
2,7 16,2
16,2 0,00
8 10
0,767 2,7
16,2 16,2
0,00 9
10 0,933
2,7 16,2
16,2 0,00
Sumber : Hasil perhitungan Keterangan : fo = laju infiltrasi
fc = laju infiltrasi konstan
Universitas Sumatera Utara
4.1.2 Analisis Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi Tanah Normal dengan Metode Horton
Seperti yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya, data yang diperoleh melalui hasil pengukuran laju infiltrasi dengan menggunakan ring infiltrometer
akan dianalisis menggunakan metode Horton. Dari tabel di atas, berdasarkan rumus Horton maka dapat ditransposisikan seperti perhitungan-perhitungan
sebagai berikut: ft - fc = fo - fc
f0.05 - fc = 46 – 16,2 = 29,8 cmjam
Kemudian,persamaan tersebut di log kan menjadi: Log ft - fc = log fo - fc
– kt log e Log f0.05 - fc = log 29,8 = 1,474
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
0,05 0,117
0,183 0,267
0,35 0,433
0,6 0,767
0,933
y = -0,4547x + 0,7238 R² = 0,8711
0,0 0,1
0,2 0,3
0,4 0,5
0,6 0,7
0,8 0,9
1,0
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4 1,6
1,8 2
Wa k
tu K um
ula tif
ja m
log fo - fc
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik di atas dengan regresi linier didapatkan nilai kemiringan m sebesar -0,4547. Tanda negatif menunjukkan bahwa ft berkurang dengan
bertambahnya waktu. Setelah diketahui nilai
m
maka dapat dihitung nilai
k
sebagai berikut:
m
=
-0,4547 =
k
log e =
k
log e = 2,190
k
log 2,718 = 2, 190
k
0,4343 = 2,190
k
= 5,04 Dari nilai
k
di atas maka laju infiltrasi ft terhadap waktu dapat dihitung dengan memasukkan nilai
k
seperti pada Tabel 4.3 berikut:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Hasil Analisis Laju Infiltrasi Di Lapangan Sebelum Ada Lubang Biopori NO
Waktu t menit
Waktu Kumulatif jam
Penurunan cm
fo cmjam
Fc cmjam
fo-fc cmjam
Log fo-fc K
-k . t ft
cmjam 1
3 0,050
2,3 46
16,2 29,8
1,47 5,04
-0,25 69,21
2 4
0,117 2,4
36 16,2
19,8 1,29
5,04 -0,59
46,98 3
4 0,183
2,3 34,5
16,2 18,3
1,26 5,04
-0,92 41,79
4 5
0,267 2,2
26,4 16,2
10,2 1,01
5,04 -1,34
29,07 5
5 0,350
2,0 24
16,2 7,80
0,89 5,04
-1,76 25,34
6 5
0,433 1,5
18 16,2
1,80 0,25
5,04 -2,18
18,20 7
10 0,600
2,7 16,2
16,2 0,00
0,00 5,04
-3,02 16,2
8 10
0,767 2,7
16,2 16,2
0,00 0,00
5,04 -3,86
16,2 9
10 0,933
2,7 16,2
16,2 0,00
0,00 5,04
-4,68 16,2
Sumber : Hasil Perhitungan Keteranagn:
ft = Laju Infiltrasi Nyata cm jam
k =Konstanta Geofisik
fc = Laju Infiltrasi Tetap cm jam
t = Waktu jam
fo = Laju Infiltrasi Awal cm jam
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Tabel 4.3, maka dapat dibuat suatu grafik laju infiltrasi ft nyata terhadap waktu t untuk pengukuran di lokasi perumahan.
Gambar 4.4. Grafik f t Horton
Pada grafik di atas dapat dilihat, pengukuran infiltrometer yang menunjukan bahwa laju infiltrasi mulai konstan pada waktu setelah 0.600 jam
dengan laju infiltrasi 16.20 cmjam atau 162 mmjam. Berdasarkan Table 2.1, tekstur tanah dengan kecepatan infiltrasi 12,5 - 25 cmjam termasuk kelas cepat.
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
69,21
46,98 41,79
29,07 25,34
18,2 16,2
16,2 16,2
10 20
30 40
50 60
70 80
0,05 0,117 0,183 0,267 0,35 0,433 0,6
0,767 0,933
waktu jam
laju in
fil tr
si c
m jam
Universitas Sumatera Utara
tanah yang lebih 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.
4.1.3 Laju Infiltrasi Tanah Setelah Terdapat Lubang Resapan Biopori
Dalam pengukuran laju infiltrasi pada lokasi penelitian setelah terdapat lubang resapan biopori. Lubang tersebut di desain dengan kedalaman 1 meter dan
diameter 10 cm, lalu lubang diisi sampah dedauanan, dan pengujian dilakukan 14 hari setelah pengisian sampah ke dalam lubang resapan biopori. Maka hasil laju
infiltrasi setelah terdapat lubang biopori dapat dilihat dalam Tabel 4.4 berikut: Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Laju Infiltrasi Pada Tanah Setelah Terdapat
Lubang Resapan Biopori NO
Waktu t menit
Waktu kumulatif jam
Penurunan cm
fo cmjam
fc cmjam
Log fo-fc
1 1
0,017 8,9
534 124,8
2,61 2
2 0,050
9,4 282
124,8 2,20
3 4
0,117 12,1
181,5 124,8
1,75 4
4 0,183
10,5 157,5
124,8 1,51
5 5
0,267 11
132 124,8
0,86 6
5 0,350
10,7 128,4
124,8 0,56
7 5
0,433 10,4
124,8 124,8
0,00 8
5 0,517
10,4 124,8
124,8 0,00
9 5
0,600 10,4
124,8 124,8
0,00 Sumber : Hasil Perhitungan
Keterangan : fo = laju infiltrasi fc = laju infiltrasi konstan
Universitas Sumatera Utara
Data diatas diperoleh melalui hasil pengukuran laju infiltrasi setelah terdapat lubang resapan biopori.perhitungan dilakuka dengan metode horton.
Tahapan perhitungan : ft - fc = fo - fc
f0.017 - fc = 534 – 124,8 = 409,2 cmjam
Kemudian,persamaan tersebut di log kan menjadi: Log ft - fc = log fo - fc
– kt log e Log f0.017 - fc = log 409,2 = 2,61
Setelah persamaan diatas di log kan, maka hasil analisis grafik log fo-fc terhadap waktu dapat dibuat seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.5. setelah
terdapat lubang biopori
Gambar 4.5 Grafik Log fo-fc terhadap waktu Metode Horton.
Dari grafik diatas dengan generasi linier didapatkan nilai kemiringan m sebesar
– 0,2003. Tanda negatif menunjukkan bahwa ft berkurang dengan bertambah waktu. Setelah diketahui nilai m maka dapat dihitung nilai k sebagai
berikut:
0,017 0,050
0,117 0,183
0,267 0,350
0,433 0,517
0,600 y = -0,2003x + 0,4928
R² = 0,9352
0,0 0,1
0,2 0,3
0,4 0,5
0,6 0,7
0,8
0,5 1
1,5 2
2,5 3
Wak tu K
um ul
at if
Jam
Log fo - fc
Universitas Sumatera Utara
m
=
-0,2003 =
k
log e =
k
log e = 4,992
k
log 2,718 = 4,992
k
0,4343 = 4,992
k
= 11,49 Dari nilai
k
di atas setelah terdapat lubang resapan biopori maka laju infiltrasi ft terhadap waktu dapat dihitung dengan memasukkan nilai
k
seperti pada Tabel 4.5 berikut:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Hasil Analisis Laju Infiltrasi Pada Tanah yang Sudah Terdapat Lubang Biopori. NO
Waktu t menit
Waktu Kumulatif jam
Penurunan cm
fo cmjam
Fc cmjam
fo-fc cmjam
Log fo-fc K
-k . t ft
cmjam 1
1 0,017
8,9 534
124,8 409,2
2,61 11,49
0,19 463,19
2 2
0,050 9,4
282 124,8
157,2 2,20
11,49 0,57
213,70 3
4 0,117
12,1 181,5
124,8 56,7
1,75 11,49
1,34 139,64
4 4
0,183 10,5
157,5 124,8
32,7 1,51
11,49 2,1
128,80 5
5 0,267
11 132
124,8 7,2
0,86 11,49
3,07 125,13
6 5
0,350 10,7
128,4 124,8
3,6 0,56
11,49 4,02
124,86 7
5 0,433
10,4 124,8
124,8 11,49
4,98 124,8
8 5
0,517 10,4
124,8 124,8
11,49 5,94
124,8 9
5 0,600
10,4 124,8
124,8 11,49
6,9 124,8
Sumber : Hasil Perhitungan
Keteranagn: ft
= Laju Infiltrasi Nyata cm jam k
=Konstanta Geofisik fc
= Laju Infiltrasi Tetap cm jam t
= Waktu jam fo
= Laju Infiltrasi Awal cm jam
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perhitungan Tabel 4.5 dapat dibuat suatu grafik laju infiltrasi ft terhadap waktu t.
Gambar 4.6 Grafik ft Horton untuk Tanah terdapat Lubang resapan Biopori.
Dalam garfik diatas dapt dilihat, bahwa pengukuran infiltrometer yang menunjukkan laju infiltrasi konstan pada waktu setelah 0,433 jam dengan laju
infiltrasi 124,8 cmjam, sehingga dari perhitungan terdapat nilai peningkatan laju infiltrasi dari tanah normal terhadap tanah dengan lubang resapan biopori.
Perbandingan laju infiltrasi dapat dilihat dalam Tabel 4.6. Tabel 4.6 Perbandingan Laju Infiltrasi Pada Tanah Normal dengan Tanah yang
sudah terdapat Lubang Resapan Biopori Laju infiltrasi cmjam
Kenaikan Laju Resapan Sebelum Terdapat
LRB Sesudah Terdapat
LRB 16.2
124,8 12,98
Sumber : Hasil Perhitungan.
463,192
213,701 139,647 128,804 125,134 124,864 124,8 124,8 124,8
50 100
150 200
250 300
350 400
450 500
0,017 0,05
0,117 0,183
0,267 0,35
0,433 0,517
0,6
laju in
fil tr
asi c
m jam
Universitas Sumatera Utara
4.2 Uji Permeabilitas di Laboratorium