Kajian Koefisien Rembesan Saluran Irigasi Dalam Skala Laboratorium Penampang Trapesium (Studi Kasus Pada Tanah Ultisol)

40

Lampiran 1. Diagram alir penelitian :
Mulai
Studi Literatur
Perancangan saluran irigasi

Pengayakan tanah
Tes Laboratorium :
-

Pembentukan

Tekstur tanah
BOT

Pemantapan dan

Pengisian air pada

Kestabilan

tinggi air

Uji coba debit rembesan

Debit

YA
Pengukuran rembesan
Dilakukan Pengamatan untuk
setiap parameter
Dianalisis
d
Selesai

Universitas Sumatera Utara

41

Lampiran 2. Rancangan pemasangan

Lampiran 3. Bentuk 3 dimensi saluran

Universitas Sumatera Utara

42

Lampiran 3. Bentuk 3 dimensi saluran

Universitas Sumatera Utara

43

Lampiran 4. Gambar analisis tekstur tanah

Universitas Sumatera Utara

44

Lampiran 5. Gambar segitiga USDA tekstur tanah

Universitas Sumatera Utara

45

Lampiran 6. Perhitungan nilai kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas
tanah
1. Perhitungan kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas tanah di
Laboratorium

-

Bagian
saluran

BTKO
(gr)

Volume
Total
(cm3)

Volume
Partikel
(cm3)

Bulk
Density
(gr/cm3)

Particle
Density
(gr/cm3)

Porositas
(%)

Dalam

167,8

98,125

46

1,14

2,43

53,08

Tepi kiri

163,5

98,125

46

1,09

2,34

53,41

Tepi
kanan

159,5

98,125

45

1,06

2,30

53,91

Kerapatan Massa Tanah

Dimana:
BTKO

= Berat tanah kering oven (massa tanah kering)

Volume total = volume ring sample
= π r2 t
= (3,14)(2,5 cm)2 (5 cm)
= 98,125 cm3
Dalam saluran
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Ms

= 112 gr

Bd

=

=

Ms
Vt
112
98,125

gr/cm3

= 1,14 gr/cm3

Universitas Sumatera Utara

46

Tepi kiri saluran
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Ms

= 107,7 gr

Bd

=

=

Ms
Vt
107,7
98,125

gr/cm3

= 1,09 gr/cm3
Tepi kanan saluran
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Ms

= 103,7 gr

Bd

=

=

Ms
Vt
103,7
98,125

gr/cm3

= 1,06 gr/cm3

-

Kerapatan Partikel Tanah

Dalam saluran
Kerapatan partikel tanah (Particle density)
Berat tanah (Ms)

= 112 g

Volume tanah (Vs)

= 46 ml

Volume air

= 500 ml

Pd

=

Ms
Vs

Universitas Sumatera Utara

47

=

112g

46 ml

= 2,43 g/cm3
Tepi kiri saluran
Kerapatan partikel tanah (Particle density)
Berat tanah (Ms)

= 107,7 g

Volume tanah (Vs)

= 46 ml

Volume air

= 500 ml

Pd

=
=

Ms
Vs
107,7g
46 ml

= 2,34 g/cm3
Tepi kanan saluran
Kerapatan partikel tanah (Particle density)
Berat tanah (Ms)

= 103,7 g

Volume tanah (Vs)

= 45 ml

Volume air

= 500 ml

Pd

=
=

Ms
Vs
103,7g
45 ml

= 2,30 g/cm3

Universitas Sumatera Utara

48

-

Porositas Tanah

Dalam saluran
Porositas

= (1-

= (1-

Bd
Pd

) x 100%

1,14
2,43

) x 100%

= 53,08 %
Tepi kiri saluran
Porositas

= (1-

= (1-

Bd
Pd

) x 100%

1,09
2,34

) x 100%

= 53,41 %
Tepi kanan saluran
Porositas

= (1-

= (1-

Bd
Pd

) x 100%

1,06
2,30

) x 100%

= 53,91 %
2. Perhitungan kerapatan massa, Kerapatan Partikel dan Porositas di Lapangan

Ulangan

BTKO
(gr)

Volume
Total
(cm3)

Volume
Partikel
(cm3)

Bulk
Density
(gr/cm3)

Particle
Density
(gr/cm3)

Porositas
(%)

I

180

98,125

48

1,26

2,58

51,16

II

175,5

98,125

46

1,22

2,60

53

Rata-rata

177,75

98,125

47

1,24

2,62

52,635

Universitas Sumatera Utara

49

-

Kerapatan Massa Tanah

Dimana:
BTKO

= Berat tanah kering oven (massa tanah kering)

Volume total

= volume ring sample
= π r2 t
= (3,14)(2,5 cm)2 (5 cm)
= 98,125 cm3

Ulangan I
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Ms

= 124,2 gr

Bd

=

=

Ms
Vt
124,2
98,125

gr/cm3

= 1,26 gr/cm3
Ulangan II
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Ms

= 119,7 gr

Bd

=

=

Ms
Vt
119,7
98,125

gr/cm3

= 1,22 gr/cm3

Universitas Sumatera Utara

50

-

Kerapatan Partikel Tanah

Ulangan I
Kerapatan partikel tanah (Particle density)
Berat tanah (Ms)

= 124,2 gr

Volume tanah (Vs)

= 48 ml

Volume air

= 500 ml

Pd

Ms

=
=

Vs
124,2 g
48 ml

= 2,56 g/cm3
Ulangan II
Kerapatan partikel tanah (Particle density)
Berat tanah (Ms)

= 119,7 gr

Volume tanah (Vs)

= 46 ml

Volume air

= 500 ml

Pd

Ms

=
=

Vs
119,7 g
46 ml

= 2,60 g/cm3

-

Porositas Tanah

Ulangan I
Porositas

= (1-

Bd
Pd

) x 100%

Universitas Sumatera Utara

51

= (1-

1,26
) x 100%
2,58

= 51,16 %
Ulangan II
Porositas

= (1-

= (1-

Bd
Pd

) x 100%

1,22
2,60

) x 100%

= 53 %
Lampiran 7. Perhitungan evaporasi, debit aliran, koefisien rembesan laboratorium
1. Evaporasi
Hari ke I
II
III
IV
V
VI
VII
Rata – rata

Penurunan tinggi air pada evapopan
(mm/hari)
0,3
0,4
0,2
0,3
0,3
0,2
0,2
1,9

Penyelesaian :
E = k x Ep
K = 0,7
Ep = 1,9 mm/hari
Jadi,
E = k x Ep
= 0,7 x 1,9
= 1,33 mm/hari

Universitas Sumatera Utara

52

2. Perhitungan debit dan koefisien rembesan di laboratorium
Komponen
kehilangan
air

Ulangan

Volume
(ml)

Waktu (s)

Debit
(ml/s)

I
II
III
I
II
III
I
II
III

18
16
16
50
48
48
40
38
38

60
60
60
60
60
60
60
60
60

0,3
0,27
0,27
0,83
0,8
0,8
0,67
0,63
0,63

Perkolasi
Rembesan
kanan
Rembesan
kiri

Koefisien
rembesan
(mm/hari)
49,37
44,43
44,43
1919,80
1849,99
1849,99
1606,62
1466,03
1466,03

Rataan
koefisien
(mm/hari)
46,07

1873,26

1512,89

Debit
1. Dasar saluran (perkolasi)
Ulangan I
Diketahui : V = 18 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/t
=

18 ml
60 detik

= 0,3 ml / detik
Ulangan II
Diketahui : V = 16 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
16 ml
= 60 detik

Universitas Sumatera Utara

53

= 0,27 ml / detik
Ulangan III
Diketahui : V = 16 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
16 ml
= 60 detik

= 0,27 ml / detik
2. Dinding kiri saluran
Ulangan I
Diketahui : V = 40 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

40 ml
60 detik

= 0,67 ml / detik
Ulangan II
Diketahui : V = 38 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

38 ml
60 detik

= 0,63 ml / detik

Universitas Sumatera Utara

54

Ulangan III
Diketahui : V = 38 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

38 ml
60 detik

= 0,63 ml / detik
3. Dinding kanan saluran
Ulangan I
Diketahui : V = 50 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

50 ml
60 detik

= 0,83 ml / detik
Ulangan II
Diketahui : V = 48 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

48 ml
60 detik

= 0,8 ml / detik

Universitas Sumatera Utara

55

Ulangan III
Diketahui : V = 48 ml
t = 60 detik
Penyelesaian :
Q

= V/ t
=

48 ml
60 detik

= 0,8 ml / detik

Koefisien rembesan

1.

Dasar saluran (perkolasi)

Ulangan I
Diketahui : Q = 0,3 ml / detik
d = 20 cm
H =h+d
= 15 + 20
= 35 cm
A = 20 cm x 150 cm
Penyelesaian :
K

=

=

qd
HA
0,3 x 10-6 m3 / detik x 20 x 10-2 m
35 x 10-2 m x 20 x 10-2 m x 150 x 10-2 m

= 0,5714 x 10-6 m / detik

Universitas Sumatera Utara

56

= 0,5714x 10-6 x 1000 x 86400
= 49,37 mm/hari
Ulangan II
Diketahui : Q = 0,27 ml / detik
d = 20 cm
H =h+d
= 15 + 20
= 35 cm
A = 20 cm x 150 cm
Penyelesaian :
K

=

=

qd
HA
0,27x 10-6 m3 / detik x 20 x 10-2 m
35 x 10-2 m x 20 x 10-2 m x 150 x 10-2 m

= 0,514 x 10-6 m / detik
= 0,514 x 10-6 x 1000 x 86400
= 44,43 mm/hari
Ulangan III
Diketahui : Q = 0,27 ml / detik
d = 20 cm
H =h+d
= 15 + 20
= 35 cm
A = 20 cm x 150 cm

Universitas Sumatera Utara

57

Penyelesaian :
K

=

=

qd
HA
0,27 x 10-6 m3 / detik x 20 x 10-2 m
35 x 10-2 m x 20 x 10-2 m x 150 x 10-2 m

= 0,514 x 10-6 m / detik
= 0,514 x 10-6 x 1000 x 86400
= 44,43 mm/hari
2.

Dinding kanan saluran

Dimana :
h

15

e

=

h

= 15 cm = 0,15 cm

Z

= 5 cm = 0,05 m

W

= 20 cm = 0,2 m

M

= 15 cm = 0,15 m

3

=

3

= 5 cm = 0,05 m

Cot� = 45 0
L

= (2 Z + h –e/2) cot α + W + 0.3 M

= (2(0,05) + 0,15 – 0,05/2) Cot 450 + 0,2 + (0,3) (0,15)
= 0,404 m
Ulangan I
Diketahui : Q = 0,83 ml / detik
q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,83 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

Universitas Sumatera Utara

58

= 0,55 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,55 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4 x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

= 2,22 x 10-5 m / detik
= 2,22 x 10-5x 1000 x 86400
= 1919,80 mm/hari
Ulangan II
Diketahui : Q = 0,8 ml / detik
q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,8 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

=0,53 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,53 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4 x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

= 2,1412 x 10-5 m / detik
= 2,1412 x 10-5 x 1000 x 86400
= 1849,99 mm/hari
Ulangan III
Diketahui : Q = 0,8 ml / detik

Universitas Sumatera Utara

59

q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,8 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

= 0,53 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,53 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4 x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

= 2,1412 x 10-5 m / detik
= 2,1412 x 10-5 x 1000 x 86400
= 1849,99 mm/hari
3. Dinding kiri saluran
Dimana :
h

15

e

=

h

= 15 cm = 0,15 cm

Z

= 5 cm = 0,05 m

W

= 20 cm = 0,2 m

M

= 15 cm = 0,15 m

3

=

3

= 5 cm = 0,05 m

Cot� = 45 0
L

= (2 Z + h –e/2) cot α + W + 0.3 M

= (2(0,05) + 0,15 – 0,05/2) Cot 450 + 0,2 + (0,3) (0,15)
= 0,404 m

Universitas Sumatera Utara

60

Ulangan I
Diketahui : Q = 0,67 ml / detik
q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,67 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

= 0,447 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,447 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4 x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

= 1,859 x 10-5 m / detik
= 1,859 x 10-5x 1000 x 86400
= 1606,62 mm/hari
Ulangan II
Diketahui : Q = 0,63 ml / detik
q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,63 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

= 0,63 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,42 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4 x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

Universitas Sumatera Utara

61

= 1,6968 x 10-5 m / detik
= 1,6968 x 10-5x 1000 x 86400
= 1466,03 mm/hari
Ulangan III
Diketahui : Q = 0,63 ml / detik
q = debit per satuan panjang dinding/tebing saluran

=

0,63 x 10-6 m3 /detik
150 x 10-2 m

= 0,63 x 10-6 m3/m.detik
Penyelesaian :
K

=

=

9q2 L
4h2
9 (0,42 x 10-6 m3 /m. detik) x 40,4x 10-2 m)
4(15 x 10-2 )2 m2

= 1,6968 x 10-5 m / detik
= 1,6968 x 10-5x 1000 x 86400
= 1466,03 mm/hari

Universitas Sumatera Utara

62

Lampiran 8. Gambar

1. Pemantapan tanah pada saluran

2. Ketinggian air dalam saluran konstan 15 cm

Universitas Sumatera Utara

63

3. Rembesan pada dinding kanan saluran

4. Perkolasi pada dasar saluran

Universitas Sumatera Utara

64

5. Rembesan pada dinding kiri saluran

6. Pelubangan pada dinding saluran untuk mengukur garis alir rembesan

Universitas Sumatera Utara

38

DAFTAR PUSTAKA
Canonica, L., 1991. Memahami Hidrolika. Penerbit Angkasa, Bandung.
Chow, V.T., 1992. Hidrolika Saluran Terbuka. Erlangga, Jakarta.
Craig, R. F., 1987. Mekanika Tanah edisi keempat. Erlangga, Jakarta.
Craig, R. F., 1997. Soil Mechanics sixth edition. E & FN SPON, Madras.
Dumairy, 1992.Ekonomika Sumberdaya Air. BPFE, Yogyakarta.
Fitzpatrick, E. A., 1986. An Introduction To Soil Science. John Wiley & Sons,
New York.
Ginting, M., 2014. Rekayasa Irigasi Teori dan Perencanaan. USU Press, Medan.
Hansen, V. E., O.W. Israelsen dan G. E. Stringham, 1992. Dasar-Dasar dan
Praktek Irigasi. Penerjemah: Endang. Erlangga, Jakarta.
Hakim, N., M. Y. Nyakpa, A. M. Lubis, S. G. Nugroho, M. A. Diha, G. B. Hong,
dan H. H. Bailey, 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung,
Lampung
Hanafiah, K.A., 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT.Raja Grafindo Persada,
Jakarta.
Hardjowigeno, S., 1993. Klasifikasi Tanah Dan Pedogenesis. Akademika
Pressindo, Jakarta.
Hardjowigeno, S. dan M. L. Rayes. 2005. Tanah Sawah. Bayu Media Publishing,
Malang
Hirijanto, S. Azis, E. Hargono, dan I. Hidayat, 2013. Metode Global Plantasion
Sistem Untuk Antisipasi Dampak Perubahan Iklim (Kajian Daerah Irigasi
Molek Kabupaten
Malang). Dikutip dari http: www. sipil.ft.uns.ac.id
[10 November 2015].
Islami, T. dan W. H. Utomo. 1995. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. IKIP
Semarang Press, Semarang.
Kohnke, H., 1968. Soil Physics. McGraw-Hill Book Company, New York.
Martha dan Adidarma, 1983. Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Penerbit Nova,
Bandung.
Mukhlis, 2007. Analisis Tanah Tanaman. USU Press, Medan.
38
Universitas Sumatera Utara

39

Notohadiprawiro, T., 1998. Tanah dan Lingkungan. Direktorat Jenderal
Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan, Jakarta.
Pandutama, M. H., A. Mudjiharjati, Suyono dan Wustamidin, 2003. Dasar-Dasar
Ilmu Tanah. Universitas Jember, Bandung.
Pusposutardjo, S., 2001.Pengembangan
39 Irigasi Usaha Tani Berkelanjutan dan
Gerakan Hemat Air. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Jakarta.
Saragih, H. M., 2009. Efisiensi penyaluran air irigasi di kawasan sungai ular
daerah irigasi bendang kabupaten serdang bedagai. Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan [Skripsi].
Schwab, G.O., R.K. Frevert, T.W. Edminster dan K.K. Barnes, 1955. Soil And
Water Conservation Engineering Third Edition. Jhon Wiley & Sons, New
York.
Soedarmo, G. D., S. J. E. Purnomo, 1993. Mekanika Tanah. Penerbit Kanisius,
Malanag.
Soemarto, C. D., 1995. Hidrologi Teknik. Erlangga, Jakarta.
Sumadiyono, A., 2011. Analisis Efisiensi Pemberian Air di Jaringan Irigasi Karau
Kabupaten Barito Timur Provinsi Kalimantan Tengah. [Jurnal].
Susanto, E., 2006. Teknik Irigasi dan Drainase. Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Wahyuningsih, S., 2012. Prospek Batuan Fosfat Sebagai Penyedia Hara P Di
Lahan Hutan Tanaman Industri (Hti) Bergatra Tanah Ultisol. Balai
Penelitian Teknologi Serat Tanaman Hutan Kuok, Pekanbaru.
Wesley, L.D., 2012. Mekanika Tanah. Penerbit ANDI, Yogyakarta.
Wulandari, A., 2015. Kajian Koefisien Rembesan Saluran Irigasi Penampang
Trapesium Pada Tanah Latosol Dalam Skala Laboratorium. Universitas
Sumatera Utara, Medan. [Skripsi].
Yulipriyanto, H., 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolahannya. Graha Ilmu,
Yogyakarta.

Universitas Sumatera Utara

22

METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian USU untuk
menganalisis nilai koefisien rembesan. Pengukuran sifat fisik tanah dan
kandungan bahan organik tanah dilakukan di Laboratorium Sentral Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara pada bulan April-juli 2016.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat penelitian
Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu, kalkulator digunakan
untuk perhitungan, tape digunakan untuk mengukur panjang saluran, ring sample
untuk analisis sifat fisik tanah, gelas ukur untuk menghitung volume total
rembesan yang ditampung secara langsung, oven untuk mengeringkan tanah,
evapopan untuk mengukur besarnya penguapan, timbangan digital untuk
menghitung berat tanah, erlenmeyer untuk mengukur kerapatan partikel tanah dan
alat tulis untuk mencatat data yang diperoleh dari penelitian. Ayakan 20 mesh
untuk mengayak tanah.
Bahan penelitian
Rancangan saluran irigasi buatan untuk sarana analisis koefisien rembesan
dalam skala laboratorium. Tanah ultisol sebagai bahan yang akan diteliti tingkat
rembesannya. Papan triplek yang digunakan untuk membangun saluran dan kawat
kassa untuk menjaga agar tanah tidak longsor sewaktu mengukur rembesan

22
Universitas Sumatera Utara

23

Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen dan
berdasarkan lokasinya merupakan penelitian laboratorium.
Prosedur penelitian
1. Merancang saluran irigasi buatan skala Laboratorium
Dengan rincian sebagai berikut :
Saluran Penampang Trapesium
Panjang saluran

: 1,5 m

Tinggi tebing / bendung

: 40 cm

Lebar dasar saluran

: 20 cm

Lebar dasar tebing

: 60 cm

Lebar atas tebing

: 20 cm

Tinggi dasar saluran

: 20 cm

Talud

: 1: 1

2. Tekstur tanah
Tekstur tanah dianalisis di laboratorium dengan sampel tanah kering
udara. Kemudian dari hasil laboratorium ditentukan tekstur tanah
menggunakan segitiga USDA.
3. Kerapatan massa (Bulk Density)
a. Diambil tanah dengan ring sample pada saluran.
b. Ditimbang berat tanah.
c. Diovenkan tanah selama 24 jam dengan suhu 1050C dan ditimbang
berat tanah kering oven.

Universitas Sumatera Utara

24

d. Diukur diameter dan tinggi ring sample.
e. Dihitung volume ring sample sebagai volume total tanah dengan
rumus : V = π r2 t.
f. Dihitung kerapatan massa tanah dengan menggunakan Persamaan
(4).
4. Kerapatan partikel (Particle Density)
a.

Ditimbang berat tanah kering oven.

b.

Dimasukkan tanah kering oven ke dalam erlenmayer.

c.

Erlenmayer diisi air sampai batas kapasitas erlenmeyer dan dicatat
sebagai volume air dan volume partikel tanah.

d.

Dicatat volume air yang dimasukkan ke dalam erlenmeyer.
Volume partikel tanah adalah volume erlenmeyer dikurangi volume
air yang dimasukkan kedalam erlenmeyer.

e.

Dihitung kerapatan partikel tanah dengan menggunakan rumus
Persamaan (5).

5. Porositas tanah
Dihitung nilai porositas tanah dengan menggunakan Persamaan (6).
6. Bahan organik
Bahan organik tanah dianalisis di laboratorium dengan sampel tanah
kering udara.
7. Evaporasi
a. Diukur tinggi penurunan air pada evapopan.
b. Dihitung nilai evaporasi dengan menggunakan Persamaan (1).
8. Perkolasi / rembesan pada dasar saluran

Universitas Sumatera Utara

25

a. Ditampung air yang keluar dari bawah saluran dan dihitung debitnya
per satuan waktu.
b. Dihitung koefisien rembesan / perkolasi dari dasar saluran dengan
menggunakan Persamaan (2).
9. Rembesan melalui bendung / tebing saluran
a. Ditampung air yang mengalir dari sisi saluran bendung.
b. Dihitung volume total yang tertampung per satuan waktu.
c. Dihitung rembesan dengan menggunakan Persamaan (3).
10. Garis aliran rembesan
a. Ditentukan jarak pelubangan pada bagian atas dinding saluran.
b. Ditentukan kedalaman lubang tersebut.
c. Dibuat lubang pada bagian atas dinding saluran dengan menggunakan
pipa.
d. Digenangkan saluran sampai konstan.
e. Ditunggu beberapa jam hingga air merembes pada lubang.
f. Dihitung tinggi air pada masing-masing lubang.
g. Digambar garis aliran rembesan.
Parameter Penelitian
1. Tekstur tanah
Tekstur tanah dianalisis di laboratorium dengan menggunakan segitiga
USDA.
2. Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa tanah dihitung dengan menggunakan Persamaan (4).
3. Kerapatan partikel tanah

Universitas Sumatera Utara

26

Kerapatan partikel tanah dihitung dengan menggunakan Persamaan (5).
4. Porositas
Porositas tanah dihitung dengan menggunakan Persamaan (6).
5. Kandungan bahan organik tanah
Kandungan bahan organik dianalisis di laboratorium.
6. Evaporasi
Evaporasi dihitung dengan menggunakan Persamaan (1).
7. Perkolasi atau rembesan melalui dasar saluran
Perkolasi atau rembesan melalui dasar saluran dihitung dengan
menggunakan Persamaan (2) dan

perkolasi diukur langsung dengan

menampung air di bawah saluran.
8. Rembesan pada bendung / tebing saluran
Rembesan dihitung dengan menggunakan Persamaan (3) dan diukur
dengan menampung air di sisi kanan dan kiri bendung saluran.
9. Gambar garis aliran rembesan
Garis aliran digambar berdasarkan tinggi masing-masing air di dalam
lubang pada tebing saluran.

Universitas Sumatera Utara

27

HASIL DAN PEMBAHASAN
Tekstur Tanah
Hasil analisis tekstur tanah pada laboratorium menunjukkan bahwa persen
pasir pada tanah Ultisol ini adalah 53%, banyaknya persen debu adalah 16%,
banyaknya persen Liat adalah 31% dan kandungan C-organik pada tanah Ultisol
ini sebanyak 0,54% dengan demikian dapat dianalisis tekstur tanah pada tanah
Ultisol ini adalah Lempung liat berpasir.
Menurut Notohadiprawiro (1998) Tekstur tanah adalah kehalusan atau
kekasaran bahan tanah pada perabaan pertanahan dengan perbandingan berat antar
fraksi tanah. Dalam hal fraksi liat lebih dominan dibandingkan dengan fraksi debu
dan pasir, tanah dikatakan bertekstur halus atau lempungan. Oleh karena tanah
bertekstur halus sering bersifat berat diolah karena sangat liat dan lekat sewaktu
basah dan keras sewaktu kering, tanah dengan fraksi liat yang lebih dominan juga
disebut bertekstur berat. Sebaliknya, tanah dengan fraksi pasir yang lebih dominan
disebut kasar, pasiran, atau ringan (mudah diolah, karena longgar dan gembur).
Islami dan Utomo (1995) menyatakan bahwa Tanah berlempung,
merupakan tanah dengan proporsi pasir, debu dan liat sedemikian rupa sehingga
sifatnya berbeda-beda diantara tanah berpasir dan berliat. Jadi aerasi dan tata
udara serta air cukup baik, kemampuan menyimpan dan menyediakan air untuk
tanaman tinggi. Sedangkan tanah bertekstur berpasir, yaitu tanah dengan
kandungan pasir >70% porositasnya rendah (35%.
27
Universitas Sumatera Utara

28

Porositas relatif lebih tinggi (60%), tetapi sebagian besar merupakan pori
berukuran kecil. Akibatnya, daya hantar air sangat lambat, dan sirkulasi udara
kurang lancar. Kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi. Air yang ada
diserap dengan energi yang tinggi, sehingga sulit dilepaskan terutama bila kering,
sehingga juga kurang tersedia untuk tanaman. Tanah liat disebut juga tanah berat
karena sulit diolah. Dapat disimpulkan bahwa tanah ultisol dengan terkstur
Lempung liat berpasir ini memiliki aerasi dan tata udara serta air cukup baik,
kemampuan menyimpan dan menyediakan air untuk tanaman tinggi.
Tekstur tanah yang halus memiliki permukaan yang luas dan lebih banyak
menyimpan air. Hal ini sesuai dengan pernyataan dari Hanafiah (2005) yang
menyatakan bahwa tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah, karena
berkaitan dengan kemampuan tanah meloloskan air. Misalnya tanah yang
bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah. Hal ini terkait dengan
pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan
adsorbsi. Semakin halus teksturnya akan makin deras luas permukaan adsorbsi
sehingga semakin besar kapasitas simpan airnya, hasilnya berupa peningkatan
kadar dan ketersediaan air tanah
Kandungan Bahan Organik Tanah
Dari hasil analisis di Laboratorium menunjukkan nilai C-organik pada
tanah Ultisol ini adalah 0,54% untuk menentukan B-organik dapat digunakan
persamaan (Bahan organik = % C Organik x 1,724) maka Bahan Organik = 0,54%
x 1,724 dan hasilnya adalah 0,930%.

Universitas Sumatera Utara

29

Dengan B-organik sebesar 0,930% itu artinya kandungan B-organik pada
tanah ultisol ini rendah, karena semakin sering tanah diolah

kandungan

B-organik juga semakin berkurang.
Yulipriyanto (2010) menyatakan bahwa Bahan organik adalah cadangan
nitrogen yang penting, dapat memperbaiki persediaan fospor dan sulfur tanah,
melindungi tanah dari erosi, menyediakan subtansi semacam semen untuk
pembentukan agregat tanah yang diinginkan, dan memperbaiki aerasi dan
pergerakan air. Agar fungsi bahan organik menjadi maksimal, maka bahan
organik harus siap didekomposisi dan secara terus menerus dicampur dengan
residu-residu organik yang masih segar.
Keuntungan dari adanya bahan organik pada tanah adalah mengurangi
kerapatan massa pada tanah sehinnga melarutkan mineral tanah. Kerapatan massa
yang rendah biasanya berhubungan dengan naiknya porositas dikarenakan oleh
adanya fraksi-fraksi organik dan anorganik pada tanah. Bahan organik dapat
menahan air lebih besar dibandingkan beratnya sendiri. Bahan organik merupakan
penyumbang nitrogen dan fosfat apabila tanah tidak diberikan pupuk.
Kerapatan Massa, Kerapatan Partikel dan Porositas Tanah
Hasil analisa kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas pada tanah
ultisol dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil analisa kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas tanah
Kerapatan Massa
Kerapatan Partikel
Porositas
Tanah
Tanah
Lokasi
(%)
(g/cm3)
(g/cm3)
Dasar saluran
1,14
2,43
53,08
Dinding kiri
1,09
2,34
53,41
saluran
Dinding
1,06
2,30
53,91
kanan saluran

Universitas Sumatera Utara

30

Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density)
Menurut pernyataan dari Islami dan Utomo (1995) bahwa nilai kerapatan
massa dipengaruhi oleh tekstur tanah, kandungan bahan organik tanah dan tingkat
kemantapan suatu tanah. Sesuai dengan nilai yang diperoleh kerapatan massa
tanah di lapangan sebesar 1,23 g/cm3 sedangkan pada Tabel 3 dapat dilihat bahwa
nilai kerapatan massa tanah di laboratorium berada diantara 1,06 g/cm3 sampai
1,14 g/cm3. Hal ini berarti kepadatan tanah di lapangan lebih padat daripada
kepadatan tanah di laboratorium dikarenakan tanah di lapangan lebih mantap
dibandingkan di laboratorium. Tanah di laboratorium merupakan tanah yang
sudah terganggu sehingga memerlukan waktu dan perlakuan khusus dalam
pengkondisikan kembali untuk pemantapannya.
Bagaian dasar saluaran memiliki nilai kerapatan massa yang lebih besar.
Hal ini terjadi karena pada saat pemantapan tanah bagian dasar saluran selalu
tergenang dengan ketinggian air yang dipertahankan maka dari itu tanah bagian
dasar akan lebih cepat memadat jika dibandingkan dengan dinding sebelah kiri
dan sebelah kanan saluran, disamping itu gaya gravitasi bumi juga sangat
berpengaruh air akan cenderung bergerak dari potensial tinggi kepotensial rendah,
sehingga bagian dasar saluran akan lebih cepat memadat karena adanya gaya
tekan dari atas oleh air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hakim, dkk (1986)
bahwa kerapatan massa tanah merupakan salah satu indikator kepadatan tanah.
Makin padat suatu tanah, maka nilai kerapatan massa tanah semakin besar.
Kerapatan Partikel Tanah (Particle Density)

Universitas Sumatera Utara

31

Pandutama, dkk (2003) menyatakan bahwa kerapatan partikel untuk tanahtanah mineral berkisar antara 2,6 g/cm3 - 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65
g/cm3, sedangkan kerapatan partikel tanah organik berkisar 1,30 g/cm3 sampai
1,50 g/cm3. Nilai kerapatan partikel tanah di lapangan sebesar 2,62 g/cm3
sedangkan kerapatan partikel tanah dilaboratorium berkisar 2,30 g/cm3 sampai
2,43 g/cm3. Nilai kerapatan partikel tanah ini tergolong rendah jika dibandingkan
nilai kerapatan partikel pada umumnya. Hal ini dikarenakan tanah tersebut
merupakan tanah yang sudah terganggu.
Kerapatan partikel akan berhubungan dengan nilai koefisien rembesan.
Dapat disimpulkan bahwa bagian dalam saluran lebih padat dibandingkan dengan
dinding kanan dan dinding kiri saluran. Sesuai dengan nilai koefisien rembesan
yang diperoleh, dasar saluran memiliki nilai koefisien yang lebih rendah jika
dibandingkan dengan dinding kanan dan dinding kiri saluran dan nilai kerapatan
partikelnya lebih besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan dari Hansen, dkk (1992)
yang menyatakan bahwa aliran air melalui tanah juga dipengaruhi oleh besar
kecilnya bentuk partikel tanah dan rongga.
Porositas Tanah
Berdasarkan Persamaan 13 dapat ditunjukkan bahwa dengan nilai
kerapatan massa tanah pada dinding kanan saluran paling kecil namun dengan
nilai porositasnya paling besar. Nilai Porositas di lapangan sebesar 53,09%
sedangkan porositas di laboratorium berkisar 53,08 g/cm3 sampai 53,91 g/cm3.
Porositas tanah di lapangan menunjukkan nilai yang lebih kurang sama dengan

Universitas Sumatera Utara

32

nilai porositas tanah pada dasar saluran, sedangkan nilai porositas dinding sebelah
kiri dan dinding sebelah kanan saluran lebih besar nilai porositasnya.
Porositas berbanding terbalik dengan kerapatan massa tanah. Hal ini dapat
dilihat dari Tabel 3 nilai porositas pada dinding kanan saluran memiliki nilai
tertinggi jika dibandingkan dengan nilai porositas pada bagian dasar dan dinding
kiri saluran, namun nilai porositas pada dasar saluran memiliki nilai terendah
dibandingkan dengan dinding saluran akan tetapi nilai kerapatan massa pada dasar
saluran lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai kerapatan massa pada dinding
saluran sebelah kanan. Hal ini sesuai dengan literatur Yulipriyanto (2010)
menyatakan bahwa Kerapatan massa yang rendah biasanya berhubungan dengan
naiknya porositas dikarenakan oleh adanya fraksi-fraksi organik dan anorganik
pada tanah.
Kehilangan Air
Hasil Pengukuran kehilangan air di laboratorium dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil pengukuran kehilangan air di laboratorium
No.

Komponen kehilangan air

1.

Evaporasi

1,33

2.

Dasar saluran

46.07

3.

Koefisien Rembesan dinding
kanan
Koefisien Rembesan dinding kiri

1873.26

4.

Nilai (mm/hari)

1512.89

Tabel 4 menunjukkan bahwa kehilangan air terbesar pada rembesan
dinding saluran sedangkan kehilangan air terkecil melalui evaporasi dan perkolasi.
Hal ini sesuai dengan kajian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Wulandari

Universitas Sumatera Utara

33

(2015) di laboratorium. Jika dibandingkan besarnya rembesan dalam saluran pada
penelitian sebelumnya oleh Wulandari (2015), maka nilai koefisien rembesan
dalam saluran ini lebih kecil sebesar 46.07 mm/hari dibandingkan penelitian
sebelumnya sebesar 376,41 mm/hari. Hal ini dikarenakan pada penelitian ini
memiliki tekstur tanah lempung liat berpasir yang berarti tanah lebih kuat dalam
menahan air,
Nilai koefisien rembesan pada dinding saluran lebih besar dibandingkan
dengan nilai koefisien rembesan pada dasar saluran. Hal ini berdasarkan
Persamaan (2) dan Persamaan (3) bahwa koefisien rembesan pada dasar saluran
dipengaruhi oleh debit dan tebal dasar saluran yaitu setiap kenaikan satu satuan
tebal dasar saluran dan debit akan menaikkan satu satuan nilai koefisien
rembesan. Sedangkan pada dinding saluran juga dipengaruhi oleh debit dan tebal
saluran yaitu setiap kenaikan satu satuan tebal dasar saluran dan debit akan
menaikkan sembilan satuan nilai koefisien rembesan. Hal ini sesuai dengan
ketebalan dinding saluran yang akan lebih banyak menyimpan air sehingga
koefisien rembesan akan lebih besar. Selain itu, pada dalam saluran dipengaruhi
oleh tinggi hidrolik dan luas penampang sebagai nilai pembagi. Sedangkan pada
dinding saluran hanya dipengaruhi oleh tinggi genangan dalam saluran sebagai
nilai pembagi, maka koefisien rembesan berbanding terbalik dengan nilai
pembagi, apabila nilai pembagi besar maka koefisien rembesan yang dihasilkan
kecil dan sebaliknya. Dapat disimpulkan bahwa koefisien rembesan dalam saluran
lebih kecil karena memiliki nilai pembagi yang lebih besar dibandingkan pada
dinding saluran.

Universitas Sumatera Utara

34

Nilai koefisien rembesan dinding saluran sebelah kanan lebih besar
dibandingkan dengan nilai koefisien rembesan dinding saluran sebelah kiri. Hal
ini disebabkan nilai porositas pada dinding saluran sebelah kanan lebih besar
dibandingkan dengan nilai porositas dinding saluran sebelah kiri (dapat dilihat
pada Tabel 3) sehingga air akan lebih banyak merembes. Hanafiah (2005)
menyebutkan bahwa porositas yang lebih tinggi juga menunjukkan kemampuan
tanah lebih banyak untuk meloloskan air.
Debit rembesan juga dipengaruhi oleh nilai kerapatan massa (dapat dilihat
pada tabel 3) Dengan kerapatan massa tanah yang berbeda akan berpengaruh
terhadap tingkat kepadatan tanah seperti dapat dilihat pada Tabel 3. Semakin
besar tingkat kepadatan tanah, maka tanah tersebut akan lebih sukar untuk
meloloskan air dan debit yang dihasilkan akan kecil pula. Hal ini menunjukkan
nilai koefisien rembesan pada dasar saluran lebih kecil dibandingkan dengan nilai
koefisien pada dinding saluran.
Garis Aliran Rembesan Pada Saluran
Hasil pengukuran garis aliran rembesan pada dinding kanan dan dinding
kiri saluran dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil pengukuran garis rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri
saluran dengan rentang jarak 5 cm
Jarak pengukuran
Tinggi air dalam dinding Tinggi air dalam dinding
rembesan pada dinding
kanan (cm)
kiri (cm)
(cm)
0
15
15
22.5
6,22
5,11
25
3,54
2,10
27.5
0,76
0,29
30
` 0,34
0,18

Universitas Sumatera Utara

35

Dari Tabel 5 dapat digambarkan bentuk penampang garis aliran rembesan
pada dinding kanan dan dinding kiri saluran seperti dapat dilihat pada Gambar 5
dibawah ini.

Gambar 5. Penampang garis aliran pada saluran

Garis aliran rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri saluran dapat

Tinggi air dalam saluran

dilihat pada Gambar 6
16
14
12
10
8
6
4
2
0

dinding kanan saluran
dinding kiri saluran

0

10

20

30

40

Jarak pengukuran rembesan pada saluran (cm)
Gambar 6. Garis aliran rembesan pada dinding kanan dan kiri saluran
Hamzah, dkk (2008)

menyatakan bahwa apabila tekanan lebih besar,

maka air akan lebih cepat merembes. Sebaliknya rembesan akan mengalami
penurunan jika semakin jauh dari sumber perembesan. Dari gambar garis aliran
diatas dapat dilihat bahwa garis rembesan akan selalu lebih tinggi pada bagian

Universitas Sumatera Utara

36

terdekat dengan saluran yaitu jarak 22,5 cm dan akan selalu lebih rendah pada
bagian terjauh dari saluran yaitu pada jarak 30 cm. Hal ini dikarenakan pada jarak
terdekat dengan saluran yang merupakan sumber air dan ketinggian air pada
saluran di pertahankan tetap dengan tekanan yang diberikan lebih besar, dimana
tekanan dalam hal ini dipengaruhi oleh gaya gravitasi.
Menurut Hansen, dkk (1992) menyatakan bahwa aliran air melalui tanah
juga dipengaruhi oleh besar kecilnya bentuk partikel tanah dan rongga (tekstur
dan struktur tanah). Jika tanah memiliki rongga yang besar, artinya tanah porous,
maka aliran akan bergerak lebih cepat. Dari gambar garis aliran di atas, dapat
dilihat bahwa garis aliran pada dinding kiri saluran pada jarak pengukuran yang
sama berbeda lebih rendah dengan garis aliran pada dinding kanan saluran. Hal ini
disebabkan nilai porositas pada dinding kanan saluran lebih besar, yaitu 53,91
sedangkan nilai porositas pada dinding kiri saluran adalah 53,41 %, sehingga air
akan lebih cepat mengalir pada dinding kanan saluran karena lebih banyak ruang
pori untuk pergerakan air dan udara.
Nilai kerapatan massa juga berpengaruh terhadap pola garis aliran
rembesan. Pada Tabel 4 dapat dilihat bahwa kerapatan massa pada dinding saluran
sebelah kiri lebih padat dibandingkan sebelah kanan. Hal ini sesuai dengan
pernyataan Azmeri, dkk, (2013) yang menyatakan bahwa pola garis aliran
rembesan berbeda menurut tingkat kepadatan tanahnya. Semakin tinggi tingkat
kepadatan pada tubuh bendungan, maka semakin kecil rembesan yang terjadi.

Universitas Sumatera Utara

37

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Tanah Ultisol ini memiliki tekstur Lempung liat berpasir dengan kandungan
bahan organik 0,54 %.
2. Nilai kerpatan massa pada tanah ultisol ini berkisar antara 1.06 g/cm3 sampai
1.14 g/cm3. Nilai kerpatan partikel pada tanah ultisol ini berkisar antara 2.30
g/cm3 sampai 2.43 g/cm3. Nilai porositas pada tanah ultisol ini berkisar antara
53,08 % sampai 53,91%
3. Koefisien rembesan pada tanah ultisol skala laboratorium berkisar antara 46.07
mm/hari sampai 1873.26 mm/hari.
4. Perkolasi pada tanah ultisol skala laboratorium berkisar antara 44.43 mm/hari
sampai 49.37 mm/hari.
5. Pola garis aliran pada dinding saluran sebelah kanan membentuk lengkungan
lebih besar dibandingkan dengan dinding saluran sebelah kiri.
Saran
Perlu penelitian lanjutan dengan :
a. Pemantapan tanah yang lebih lama yang mendekati dengan kondisi
dilapangan agar hasil yang diperoleh lebih akurat.
b. Pengujian tekstur dan bahan organik tanah pada masing-masing saluran

37
Universitas Sumatera Utara

4

TINJAUAN PUSTAKA
Irigasi
Irigasi merupakan bentuk kegiatan penyediaan, pengambilan, pembagian,
pemberian dan penggunaan air untuk pertanian dengan menggunakan satu
kesatuan saluran dan bangunan berupa jaringan irigasi. Dalam cakupan pengertian
pengembangan irigasi berkelanjutan (sustainable irrigation development),
pengertian pertanian harus diartikan bukan hanya pertanian tumbuhan dan
tanaman pangan, tetapi mencakup pertanian ternak dan ikan (perikanan).
Selanjutnya dalam kebutuhan irigasi berkelanjutan yang menempatkan institusi,
lingkungan, social dan ekonomi masyarakat, tampak bahwa kebijakan sebagai
elemen-elemen utama berkelanjutan belum tercakup dalam pengertian baku irigasi
(Pusposutardjo, 2001).
Jaringan irigasi adalah saluran dan bangunan yang merupakan satu
kesatuan dan diperlukan untuk pengaturan air irigasi mulai dari penyediaan,
pengambilan, pembagian dan pengunaannya. Daerah irigasi adalah kesatuan
wilayah yang mendapat air satu jaringan irigasi. Petak irigasi adalah petak tanah
yang memperoleh air irigasi (Pusposutardjo, 2001).
Air irigasi diberikan ke areal pertanaman dengan beberapa cara :
1. Permukaan tanah, dengan penggenangan (flooding) atau alur (furrows)
Pemberian air dengan cara ini memiliki efisiensi yang rendah karena air
pada zona perakaran semakin ke ujung maka air akan semakin sedikit
mengalir.

4
Universitas Sumatera Utara

5

2. Bawah tanah, dalam hal ini permukaan tanah dibasahi sedikit apabila ada
atau dengan pemasangan pipa di bawah tanah. Pemberian air dengan cara
ini memiliki efisiensi yang rendah karena mengakibatkan kondisi
penggaraman dan alkali yang kurang produktif yang ditimbulkan oleh
kapilerasi ke atas aliran air dari permukaan air tanah yang dangkal.
3.

Irigasi curah
Pemberian air dengan cara seperti ini memilki efisiensi yang cukup tinggi
karena air masuk ke zona perakaran secara serentak (bersamaan).

4. Irigasi tetes
Pemberian air dengan cara seperti ini memiliki efisiensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan irigasi curah. Karena pada irigasi tetes air langsung
masuk ke daerah perakaran.
(Hansen, dkk, 1992).
Efisiensi penyaluran air
Efisensi penyaluran air merupakan konsep awal untuk mengevaluasi
kehilangan air, karena saluran sebagai penyalur air dari sumber utama ke areal
pertanian dan kehilangan air bermula dari penyaluran tersebut.
Dumairy (1992) menyatakan efisiensi penyaluran air (Ec) dipengaruhi oleh faktorfaktor :
(1) Kondisi jaringan irigasi, bangunan dan salurannya ; kehilangan air banyak
terjadi pada waktu pengaliran, baik karena penguapan maupun peresapan/
rembesan.
(2) Adanya penyadapan air secara liar oleh petani pada saluran sekunder dan
primer guna dialirkan secara langsung ke petak persawahan.

Universitas Sumatera Utara

6

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Penyaluran Air
Evaporasi
Evoporasi ialah penguapan air atau peristiwa berubahnya air menjadi uap
air dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara.
Berlangsungnya evaporasi sangat dipengaruhi oleh suhu air, suhu udara,
kelembaban, kecepatan angin, tekanan angin, sinar matahari, lebar permukaan dan
panjang saluran. Dalam hal ini, makin lebar dan makin panjang saluran pengairan,
kehilangan

air

pengairan

karena

evaporasi

akan

berlangsung

besar

(Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994 dalam Saragih, 2009).
Panci evaporasi di pergunakan untuk mengukur pengaruh integrasi antara
radiasi, angin, temperatur dan kadar lengas terhadap evaporasi dari suatu
permukaan air yang spesifik. Panas yang tersimpan pada panci bisa cukup besar
dan mungkin mengakibatkan besarnya pada waktu siang dan malam hari hampir
sama.

Dudukan

daripada

panci

dan

lingkungan

disekelilingnya

akan

mempengaruhi hasil daripada pengukuran, terutama apabila panci diletakkan lebih
rendah daripada tanaman yang ada disekitarnya. Selanjutnya besarnya evaporasi
menurut metode panci ini adalah
E = Kp Ep ............................................................................................................. (1)
dimana :
E = evaporasi dari badan air (mm/hari)
Kp = koefisien panci (0,7)
EP = evaporasi dari panci (mm/hari)
(Ginting, 2014)

Universitas Sumatera Utara

7

Permeabilitas
Salah satu sifat tanah yang penting adalah kemampuan untuk mengangkut
air yang mengalir melalui ruang pori yang disebabkan oleh kekuatan tertentu.
Permeabilitas tanah didefinisikan sebagai kecepatan aliran yang disebabkan oleh
suatu satuan gradient. Permeabilitas tidak dipengaruhi oleh gradient, dan ini
adalah titik pandang yang penting dari perbedaan antara permeabilitas dengan
infiltrasi. Istilah permeabilitas juga dipakai untuk menunjukkan aliran melalui
tanah pada setiap arah. Permeabilitas sangat sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat
fisik tanah. Perubahan pada suhu air sedikit mempengaruhi permeabilitas. Dalam
tanah yang jenuh air, permeabilitas bervariasi diantara limit yang luas, mulai
kurang dari 25cm tiap tahun pada tanah liat yang padat sampai dengan beberapa
ribu meter kubik per tahun dalam formasi kerikil. Untuk tanah yang tak jenuh air
kadar kelembaban (moisture contents) adalah salah satu faktor dominant yang
mempengaruhi permeabilitas. Permeabilitas adalah suatu kecepatan yang
mempunyai dimensi fisik panjang dibagi waktu (Susanto, 2006).
Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori
yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur
tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran
pori dan makin kecil koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah
berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang
lebih rendah dari pada tanah ini, koefisien permeabilitas merupakan fungsi dari
angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar
lapisan lebih besar daripada permeabilitas untuk aliran tegak lurus lapisan.

Universitas Sumatera Utara

8

Permeabilitas lempung yang bercelah (fissured) lebih besar daripada lempung
yang tidak bercelah (unfissured) (Craig, 1987).
Perkolasi
Menurut Sumarto (1995) perkolasi adalah gerakan air kebawah zona tidak
jenuh, yang terletak diantara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah
(Zona Jenuh). Daya perkolasi adalah laju perkolasi maksimum yang
dimungkinkan yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak
jenuh yang terletak diantara permukaan tanah dengan permukaan air tanah.
Kapasitas perkolasi adalah kapasitas perkolasi maksimum, karena
pergerakan air yang memasuki lapisan permukaan ini mengarah ke bawah, maka
kapasitas perkolasi ditentukan oleh kondisi tanah dibawah permukaan pada
Aeration Zone atau Unsaturated Zone (diantara permukaan tanah dan muka air
tanah). Perkolasi tidak akan terjadi lagi, apabila Unsaturated Zone mencapai
kapasitas lapang (field capacity) (Martha dan Adidarma, 1983).
Laju perkolasi dapat diklasifikasikan oleh U.S. Soil Conseravation Service
seperti dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Laju Perkolasi pada berbagai jenis aliran
Jenis
Aliran Sedang
Aliran Lunak
Aliran Cukup lambat
Aliran Lambat
Aliran Sangat lambat
(Kohnke, 1968).

Laju perkolasi
In./hr
>6,3
2,0 – 6,3
0,63 – 2,0
0,20 – 0,63
0,05 – 0,20
< 0,05

mm/hr
>160
50 – 160
16 – 50
5,0 – 16
1,25 – 5,0
< 1,25

Universitas Sumatera Utara

9

Rembesan
Menurut Hansen, dkk (1992). Rembesan air saluran irigasi merupakan
persoalan yang serius. Bukan haya kehilangan air, melainkan juga persoalan
drainase adalah kerap kali membebani daerah sekitarnya atau daerah yang lebih
rendah. Kadang-kadang air merembes keluar dari saluran masuk kembali ke
sungai yang di lembah, dimana air ini dapat diarahkan kembali, atau masuk ke
suatu aquifer yang dipakai lagi. Metode yang sangat umum yang digunakan dalam
mengukur rembesan adalah metode inflow-outflow yang terdiri dari pengukuran
aliran yang masuk dan aliran yang keluar dari suatu penampang saluran yang
dipilihnya. Ketelitian cara ini meningkat denganperbedaan antara hasil banyaknya
aliran masuk dan aliran keluar.
Rembesan terjadi akibat dari perbedaan potensial energi. Konsep ini sama
dengan konsep aliran air di dalam pipa pada mekanika fluida. Hukum Darcy
menyatakan bahwa kecepatan rembesan dalam tanah sebanding dengan gradien
hidrolik. Adapun sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan dapat di
lihat dari Gambar 1.

Gambar 1. Sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan
k=

q1d
.................................................................................................................... (2)
HA

Universitas Sumatera Utara

10

dimana :
q1 = debit aliran pada dasar saluran (m3/hari)
A = luas penampang melintang dasar saluran (m2)
k = koefisien rembesan dasar saluran (m/hari)
d = tebal dasar saluran (m)
H = tinggi hidrolik (m)
(Wesley, 2012)

Gambar 2. Penentuan garis rembesan pada bendungan
Jika air mengalir melalui sebuah dam atau tanggul yang dibuat dari tanah
yang homogen, di daerah dekat ujung kaki tanggul (~ℎ/3) partikel-partikel tanah
dapat tarik menjauh dari gaya rembesan dan akan didapatkan erosi. Berdasarkan
asumsi bahwa kemiringan bendung untuk aliran dalam perbandingan 1:1
(Canonica, 1991)
Hukum Darcy menyatakan jarak dari bendung yang diasumsikan bahwa
debit aliran pada saluran menjadi (h +e)/2, Sehingga nilai e dengan q maksimum
dapat dihitung berdasarkan perkiraan h/3 dari kemiringan 1:1, maka dapat
disubsitusiksan h/3 dari rumus e yang ditulis :

Universitas Sumatera Utara

11

K=

9� 2 �
4 ℎ2

............................................................................................. (3)

untuk mengitung panjang aliran (L) dapat ditulis :
L = (2 Z + h –e/2) cot � + W + 0.3 M

dimana :

q2 = debit aliran per unit panjang (m3/hari)
K = koefisien rembesan dari bendung (m/hari)
L = panjang aliran (m)`
W = lebar atas bendungan (m)
M = lebar alas segitiga dari tepi hilir bendung dan hulu bendungan (m)
Z = tinggi jagaan bendung (m)
� = Sudut kemiringan bendung ( 0 )
(Schwab, dkk., 1955).

Beberapa nilai koefisien rembesan pada beberapa jenis tanah dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Koefisien rembesan untuk beberapa jenis tanah
Koefisien Rembesan
Uraian
Bahan
(m/detik)
Dapat
dikeringkan
Kerikil
≥ 0,01
-2
-3
dengan
pemompaan,
Pasir kasar
10 sampai 10
yaitu, air akan keluar
Pasir sedang
10-3 sampai 10-4
dari rongga karena
Pasir halus
10-5 sampai 10-6
gravitasi.
-6
-7
Lanau
10 sampai 10
Air
tidak
dapat
mengalir
keluar
dari
Lempung kelanauan
10-7 sampai 10-9
rongga karena gravitasi
Hampir tidak dapat
-8
-11
Lempung
10 sampai 10
dirembes air
(Wesley, 2012).

Universitas Sumatera Utara

12

Faktor-faktor yang mempengaruhi rembesan
Menurut Hirijanto dkk (2013) kehilangan air pada petak sawah yang
terbesar terjadinya adalah melalui rembesan yang dipengaruhi oleh beberapa hal
antara lain :
1. Tinggi air tergenang, semakin tinggi air tergenang semakin tinggi pula
rembesannya.
2. Keadaan pematang sawah yang meliputi pori-pori dan lubang pada
galengan serta padat atau gemburnya tanahyang membentuk galengan
tersebut.
3. Tebal tipisnya galengan, semakin tebal galengan maka rembesan yang
terjadi semakin kecil
Tekstur tanah
Menurut Islami dan Utomo (1995) Tekstur tanah merupakan salah satu
sifat tanah yang sangat menentukan kemampuan tanah untuk menunjang
pertumbuhan tanaman. Tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah
menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman.
Tekstur tanah meliputi:
1. Tanah berpasir, yaitu tanah dengan kandungan pasir >70% porositasnya
rendah (35%. Porositas relatif
lebih tinggi (60%), tetapi sebagian besar merupakan pori berukuran kecil.

Universitas Sumatera Utara

13

Akibatnya, daya hantar air sangat lambat, dan sirkulasi udara kurang
lancer. Kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi. Air yang ada
diserap dengan energy yang tinggi, sehingga sulit dilepaskan terutama bila
kering, sehingga juga kurang tersedia untuk tanaman. Tanah liat disebut
juga tanah berat karena sulit diolah.
3. Tanah berlempung, merupakan dengan proporsi pasir, debu dan liat
sedemikian rupa sehingga sifatnya berbeda-beda diantara tanah berpasir
dan berliat. Jadi aerasi dan tata udara serta air cukup baik, kemampuan
menyimpan dan menyediakan air untuk tanaman tinggi.
Tekstur tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah pada perabaan
pertanahan dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Dalam hal fraksi
lempung lebih dominan dibandingkan dengan fraksi debu dan pasir, tanah
dikatakan bertekstur halus atau lempungan. Oleh karena tanah bertekstur halus
sering bersifat berat diolah kerna sangat liat dan lekat sewaktu basah dan keras
sewaktu kering, tanah yang lebih dominan lempung juga disebut bertekstur berat.
Sebaliknya, tanah yang dirajai fraksi pasir disebut kasar, pasiran, atau ringan
(mudah diolah, karenalonggar dan gembur) (Notohadiprawiro, 1998).
`

Universitas Sumatera Utara

14

Gambar 3. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA
Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa merupakan berat persatuan volume tanah, biasanya
ditetapkan sebagai gr/cm3. Menurut Islami dan Utomo (1995), bobot volume
tanah “bulk density” yaitu nisbah antara massa padatan tanah dalam keadaan
kering dengan volume total tanah.

Bd =

Mp
Vt

................................................................................................(4)

dimana :
B� = kerapatan massa (bulk density) (g/cm3)

Mp = Massa padatan tanah (g)

Vt = Volume total tanah (cm3)
(Hakim dkk, 1986)
Tanah-tanah yang tersusun dari partikel yang halus dan tersusun secara
tidak teratur, mempunyai struktur yang baik, ruang porinya tinggi sehingga bobot
volumenya rendah (sekitar 1,2 g/cm3). Tanah yang baru berkembang mengandung

Universitas Sumatera Utara

15

bahan organik tinggi karena kepadatan jenis bahan organik rendah, maka bobot
volume tanah atau kerapatan massa tanah rendah, mempunyai bobot volume
kurang dari 1,0 g/cm3 (Islami dan Utomo, 1995).
Kerapatan massa lapisan olah berstruktur halus biasanya berkisar antara
1,0 g/cm3-1,3 g/cm3. Sedangkan jika tekstur tanah itu kasar, maka kisaran itu
selalu diantara 1,3 g/cm3-1,8 g/cm3. Semakin berkembang struktur tanah lapisan
olah yang bertekstur biasanya memiliki nilai kerapatan massa yang rendah
dibandingkan pada tanah-tanah berpasir (Hakim, dkk., 1986).
Kerapatan partikel tanah
Kerapatan partikel merupakan perbandingan antara massa tanah kering
(padatan) dengan volumenya (volume padatan).

�� =

��

dimana:

��

...........................................................................................................(5)

P� = Kerapatan partikel tanah (g/cm3)

Mp = Massa padatan tanah (g)

Vp = Volume padatan tanah (cm3)
Kerapatan partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. Kerapatan partikel untuk tanah-tanah mineral
berkisar antara 2,6 g/cm3 sampai 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3,
sedang kerapatan partikel tanah organik berkisar 1,30 g/cm3 sampai 1,50 g/cm3
(Pandutama, dkk., 2003).

Universitas Sumatera Utara

16

Porositas
Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat
dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga
merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang poreus berarti
tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pe