Pengaruh Penurunan Muka Air Tanah dan Deformasi Tak Balik Tanah Gambut Terhadap Sifat Fisika dan Hidrolika Tanah Gambut

Dadan Sunandar. F01496039. Pengaruh Penurunan hluka Air Tanah dan
Deformasi T a k Balik Tanah Gambut Terhadap Sifat Fisika dan llidrolika
Tanah Gambut. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, Magr.

RINGKASAN

Dalam

usaha rnenciptakan kondisi lahan gambut yang sesuai dengan

lahan pertanian yang diinginkan: diperlukan perbaikan-perbaikan terhadap kondisi
alamiah lahan garnbut tersebut (Hardoarnidjojo, 1999). Perbaikan yang utalna
aclalah memperbaiki kondisi lahan gambut yang tergenang dengan suatu usaha
drainase (I-lardjoamidjojo, 1999). Menurut Soeba&yo et. a1.(1996), petiibuatan
saluran drainase untuk menurunkan muka air tanah merupakan kebutuhan utama.
Drainase yang diperlukan adalal? drainase sebatas meniaga muka air tanah yang
opti~iiumuntuk mendukung pertumbuhan tanaman (Andriesse, 1988) serta harus
dilaltukan dengan sangat hati-hati. Usaha drainase untuk lnenurunkan rnuka air
tanah yambut harus terkendali dengan memperhatikan kedalainan-kedalaman
kritis dimana drainase yang berlebihan dapat menyebabkan gambut menjadi
kering dan tidak mampu menyerap air kembali yang disebut d e n 9 n kering tidal;

balik (irre~~r,:vihlec/t:vii~g).Selain itu dapat pula inenyebabkan teroksidasinya
bahan organik dan hahan pirit pada tanah yamhut, sehingga akan menjadi racun
bagi tanaman. Penurunan muka air tanah pada tanah gambut diyakini aka11
mempengaruhi kondisi kadar air tanah akibat turunannya terhadap defonnasi
wlumetrik. Hal ini akan iiirnyebabkan pula perubahan terhadap sitit fisika dan
hidrolikn tanall ga~nhut.Det~ganadan!a perubalian sitit fisika dan hidrolika dari
tanah galnbut ini rnengakibatkan tanali gatnbut

~~~~~~iadi

rusak atau tidak sesuai

lagi dengan yang diinginkan karena adanya sifat-sifat tanah gambut yang sudah
disebutkan, yaitu sifat kering tidak balik dan adanya oksidasi unsur pirit.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui efek dari penurunan muka
air tanah terhadap sifat fisika dan hidrolika tanah akibat adanya perubahan kadar

air tanah dan deformasi volumetrik dan untuk menentukan pengaturan i:;uLX-a-air
tanah yang tepat dan terkendali dengan melihat gambaran faktual dari efek
penurunan muka air tanah terhadap sifat fisika dan hidrolika tanah gambut.

Tanah gambut adalah tanah yang secara dominan tersusun dari sisa-sisa
.

.

jarlngan tumbuhan (Subagyo et. al., 1996). Gambut, pada kondisi alami memiliki
kandungan air 80-90 %.
Tanah gambut yang telah didrainase akan mengalami perubahan terhadap
sifat fisika alami galnbut tersebut. Selain itu pada saat kadar air tanah ga~nbut
diturunkan sampai pada level yang substansial di bawah 50 %_akan lebih sulit
untuk melakukan pembasahan kembali terhadap tanah gambut (Fuchsman, 1986).
Hal ini berkaitan dengan tejadinya perubahan pergerakan air tanah gainbut yaug
dipengaruhi sifat Fisika dan hidrolika tanah antara lain adalah retensi air tanah
(U.LII',I.
re/e/l/io~l)
dan konduktivitas hidrolika tanah (I7~v~Ir~11ilic
C O ~ ~ ~ I ~ C I ~ I J ~ I Q ~ )

Penurunan muka air tanah pada tanah gambut akan berpengaruh terhadap
perubahan kadar air tanah dan menyebahkan terjadinya defomiasi volumetrik

(Saptorno, 1999). Penurunan muka air tanah yang terlalu dalani dapat
men!:ebabkan gambut rnenjadi kering dan tidab mampu menyerap air keinbali;
karena sifat liering tidal; balik (irreverrihle rlrvin:,.) pada bahan gambut. Menurut
An:iricsse ( I9SS) proses kering tidak balik dapat dihubungkan dengm kerapatan

/

lindak tanah (hrdk i/c,rrri/v).Kering tidal; balik dapat terjadi pada gambut d e n p n

keiapa?an lindak yang iendah, sedan~kangambut dengan kerapatan lindak yang
tinggi relatif Iebih nudah menyerap air. Sifat kcring tidak balik ini terJadi jika
lanah gernbut mengalami penurunan rrruka air tanah y a n ~terlslu berlebihan
sehingga ketika terjadi pembasahan, tanah gambut tidak dapat menyei-ap air
kembali seperti kondisi semula. Hal ini akan riii:;j&abkan cekaman (.c./re.cc.)bagi
tanaman (Andriessel198S).
S i h t fisika dan hidrolika tanah gambut sansat berkaitan dengan usaha
pensaturan trilrlia air tanah seperti penurunan ~nultaair tanah tnaupun proses
pen~basahankembali terhadap tanah gambut. Adanya usaha menur~~nkan
muka air
tanah dengan proses drainase hams mempertirnbangkan kemungkinan penurunan

kadar air tanah gambut yang bisa berpengaruh, terutama terhadap sifat fisika dan
hidrolika tanah gambut bahkan sifat kimia tanah. Sifat fisika dan hidrolika tanah
yang penting untuk diketahui, yaitu diantatanya : kerapatan lindak (hzrlk tlet7.vi/y),
porositas @oro.siiy); permeabilitas tanah @er177euhilr/>.!; air tersedia (ovoii~rhle
U:O$CT),

retensi air tanah ( ~ z u / e~.ete~zrion)
r
dan konduktivitas hidrolika (l~vrlrnzrlic

ci~?z~/~~c/ii~i!~,).
Pada penurunan muka air tanah kontinyu 1; reyadi penurunan permukaan
tanah penurunan permukaan tanah mencapai 12.06

pada saat kedalainan miika

air tanah lnencapai 90 cm dan pada saat dinaikkan kembali permukaan tanah
tetap i~lengalaniipenurunnn sarnpai pada kedalaman muka air tnencapai 20 cm.
Sedaagkan penurunan muka air tanah kontinyu 11; terjaili penurunan perrnukaan
tanah penurunan permukaan tanah rnencapai 3-52 cni pacla saat krdalarnan muka

: J~ i rlanah mencapai '10 cln dan pada saat dinaikkan kembali pcml~rkaantanah
tetap mmgalami penurunan sa~npaipada kedalaman muka air mencapai 10 cm.

Hal ini menunjukkan bahwa terjadi penurunan permukaan tanah pada saat muka
air tanah diturunkan yang dikarenakan terjadinya proses penurunan kadar air
tanah yang mempengaruhi kondisi tanah dimana tanah mengalami penyusutan
akibat ruang pon yang tadinya terisi air menjadi kosong yang menyebabkan tanah
menjadi lnengker~ltdan kenaikan tanah mulai terjadi setelah tanah mengalami
reorientasi struktural pada saat tanah menjadi lebih solid dan seluruh lapisan
tanah terbasahi.
Pada penurunan muka air tanah tetap, pada kedalaman muka air tanah
7 cm tejadi penurunan permukaan tanah yang paling kecil dikarenakan tanah
tidak mengalami proses drainase yang tinggi sehingga tanah masih sangat basah
dan tidak mengalami penurunan permukaan tanah yang mencolok. Pada
kedala~nan muka air tanah 46 cm mulai terjai penurunan permukaan yang
disebabkan penurunan kadar air tanah, yaitu 3.03 cm dalam waktu 20 hari pada
~ ~ l a n g apertama
n
dan 4.13 cm dalam ivaktu 49 hari pada ulangan kedua. Dan pada
kedalaman muka air tanah 71-92 cni tejadi penurunan permukaan ~ n u k a tanah

yang sangat mencolok; \-aitu masing-masing 4-88cm dan 4.76 cm dalaln waktu
20 hari untuk ulangan penama, szdangkan untuk ulangan kedua masing-masing
8.70 cm dan 7.47 cm dalam waktu 49 hari. Hal ini dikarenakan proses drainase
yang tinggi sehingga kadar air tanah menjadi sangat rendah dan tanah mengalami
penurunan pennukaan tanah yang sangat cepat. Pada kedalaman muka air tanah
71 cm dan 92 cm terjadi penurunan permukaan tanah yang relatif sama, sehingga
tidak diperlukan lagi pemhcrian kedalaman muka air tanah yang lebih dalam.
Unt~ik pcrubahan sihc fisika dan hidrolika, nilai h,/apatan lindak
mengalami kenailinn dari kedalaman muka air tanah 7-20 cm sebesar

0.1-0.15

gem' mrnjadi lebih dari 0.15 gem' pada kedalaman muka air tanh 46-92

cm, porositas menurun dari 91 % menjadi 89 %, permeabilitas menurun menjadi
10 kali lebih kecil, dan air tersedia mengalami kenaikan dari 70 % menjadi 30 %.
Nilai retensi air tanah untuk setiap kedalaman tanah menjadi lebih nyata
perbedman kadar air tanahnya, sedangkan nilai konduktivitas i ~ i d ~ l i ktanah
a
memiliki nilai yang lebih kecil pada setiap kedalaman tanah untuk keda1,aman

mukaair tanah yang lebih tinggi.

Dadan Sunandar. F01496039. Pengaruh Penurunan hluka Air Tanah dan
Deformasi T a k Balik Tanah Gambut Terhadap Sifat Fisika dan llidrolika
Tanah Gambut. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, Magr.

RINGKASAN

Dalam

usaha rnenciptakan kondisi lahan gambut yang sesuai dengan

lahan pertanian yang diinginkan: diperlukan perbaikan-perbaikan terhadap kondisi
alamiah lahan garnbut tersebut (Hardoarnidjojo, 1999). Perbaikan yang utalna
aclalah memperbaiki kondisi lahan gambut yang tergenang dengan suatu usaha
drainase (I-lardjoamidjojo, 1999). Menurut Soeba&yo et. a1.(1996), petiibuatan
saluran drainase untuk menurunkan muka air tanah merupakan kebutuhan utama.
Drainase yang diperlukan adalal? drainase sebatas meniaga muka air tanah yang
opti~iiumuntuk mendukung pertumbuhan tanaman (Andriesse, 1988) serta harus
dilaltukan dengan sangat hati-hati. Usaha drainase untuk lnenurunkan rnuka air

tanah yambut harus terkendali dengan memperhatikan kedalainan-kedalaman
kritis dimana drainase yang berlebihan dapat menyebabkan gambut menjadi
kering dan tidak mampu menyerap air kembali yang disebut d e n 9 n kering tidal;
balik (irre~~r,:vihlec/t:vii~g).Selain itu dapat pula inenyebabkan teroksidasinya
bahan organik dan hahan pirit pada tanah yamhut, sehingga akan menjadi racun
bagi tanaman. Penurunan muka air tanah pada tanah gambut diyakini aka11
mempengaruhi kondisi kadar air tanah akibat turunannya terhadap defonnasi
wlumetrik. Hal ini akan iiirnyebabkan pula perubahan terhadap sitit fisika dan
hidrolikn tanall ga~nhut.Det~ganadan!a perubalian sitit fisika dan hidrolika dari
tanah galnbut ini rnengakibatkan tanali gatnbut

~~~~~~iadi

rusak atau tidak sesuai

lagi dengan yang diinginkan karena adanya sifat-sifat tanah gambut yang sudah
disebutkan, yaitu sifat kering tidak balik dan adanya oksidasi unsur pirit.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui efek dari penurunan muka
air tanah terhadap sifat fisika dan hidrolika tanah akibat adanya perubahan kadar

air tanah dan deformasi volumetrik dan untuk menentukan pengaturan i:;uLX-a-air
tanah yang tepat dan terkendali dengan melihat gambaran faktual dari efek
penurunan muka air tanah terhadap sifat fisika dan hidrolika tanah gambut.
Tanah gambut adalah tanah yang secara dominan tersusun dari sisa-sisa
.

.

jarlngan tumbuhan (Subagyo et. al., 1996). Gambut, pada kondisi alami memiliki
kandungan air 80-90 %.
Tanah gambut yang telah didrainase akan mengalami perubahan terhadap
sifat fisika alami galnbut tersebut. Selain itu pada saat kadar air tanah ga~nbut
diturunkan sampai pada level yang substansial di bawah 50 %_akan lebih sulit
untuk melakukan pembasahan kembali terhadap tanah gambut (Fuchsman, 1986).
Hal ini berkaitan dengan tejadinya perubahan pergerakan air tanah gainbut yaug
dipengaruhi sifat Fisika dan hidrolika tanah antara lain adalah retensi air tanah
(U.LII',I.
re/e/l/io~l)
dan konduktivitas hidrolika tanah (I7~v~Ir~11ilic
C O ~ ~ ~ I ~ C I ~ I J ~ I Q ~ )

Penurunan muka air tanah pada tanah gambut akan berpengaruh terhadap
perubahan kadar air tanah dan menyebahkan terjadinya defomiasi volumetrik
(Saptorno, 1999). Penurunan muka air tanah yang terlalu dalani dapat
men!:ebabkan gambut rnenjadi kering dan tidab mampu menyerap air keinbali;
karena sifat liering tidal; balik (irreverrihle rlrvin:,.) pada bahan gambut. Menurut
An:iricsse ( I9SS) proses kering tidak balik dapat dihubungkan dengm kerapatan

/

lindak tanah (hrdk i/c,rrri/v).Kering tidal; balik dapat terjadi pada gambut d e n p n

keiapa?an lindak yang iendah, sedan~kangambut dengan kerapatan lindak yang
tinggi relatif Iebih nudah menyerap air. Sifat kcring tidak balik ini terJadi jika
lanah gernbut mengalami penurunan rrruka air tanah y a n ~terlslu berlebihan
sehingga ketika terjadi pembasahan, tanah gambut tidak dapat menyei-ap air
kembali seperti kondisi semula. Hal ini akan riii:;j&abkan cekaman (.c./re.cc.)bagi
tanaman (Andriessel198S).
S i h t fisika dan hidrolika tanah gambut sansat berkaitan dengan usaha
pensaturan trilrlia air tanah seperti penurunan ~nultaair tanah tnaupun proses

pen~basahankembali terhadap tanah gambut. Adanya usaha menur~~nkan
muka air
tanah dengan proses drainase hams mempertirnbangkan kemungkinan penurunan
kadar air tanah gambut yang bisa berpengaruh, terutama terhadap sifat fisika dan
hidrolika tanah gambut bahkan sifat kimia tanah. Sifat fisika dan hidrolika tanah
yang penting untuk diketahui, yaitu diantatanya : kerapatan lindak (hzrlk tlet7.vi/y),
porositas @oro.siiy); permeabilitas tanah @er177euhilr/>.!; air tersedia (ovoii~rhle
U:O$CT),

retensi air tanah ( ~ z u / e~.ete~zrion)
r
dan konduktivitas hidrolika (l~vrlrnzrlic

ci~?z~/~~c/ii~i!~,).
Pada penurunan muka air tanah kontinyu 1; reyadi penurunan permukaan
tanah penurunan permukaan tanah mencapai 12.06

pada saat kedalainan miika

air tanah lnencapai 90 cm dan pada saat dinaikkan kembali permukaan tanah
tetap i~lengalaniipenurunnn sarnpai pada kedalaman muka air tnencapai 20 cm.
Sedaagkan penurunan muka air tanah kontinyu 11; terjaili penurunan perrnukaan
tanah penurunan permukaan tanah rnencapai 3-52 cni pacla saat krdalarnan muka
: J~ i rlanah mencapai '10 cln dan pada saat dinaikkan kembali pcml~rkaantanah
tetap mmgalami penurunan sa~npaipada kedalaman muka air mencapai 10 cm.

Hal ini menunjukkan bahwa terjadi penurunan permukaan tanah pada saat muka
air tanah diturunkan yang dikarenakan terjadinya proses penurunan kadar air
tanah yang mempengaruhi kondisi tanah dimana tanah mengalami penyusutan
akibat ruang pon yang tadinya terisi air menjadi kosong yang menyebabkan tanah
menjadi lnengker~ltdan kenaikan tanah mulai terjadi setelah tanah mengalami
reorientasi struktural pada saat tanah menjadi lebih solid dan seluruh lapisan
tanah terbasahi.
Pada penurunan muka air tanah tetap, pada kedalaman muka air tanah
7 cm tejadi penurunan permukaan tanah yang paling kecil dikarenakan tanah
tidak mengalami proses drainase yang tinggi sehingga tanah masih sangat basah
dan tidak mengalami penurunan permukaan tanah yang mencolok. Pada
kedala~nan muka air tanah 46 cm mulai terjai penurunan permukaan yang
disebabkan penurunan kadar air tanah, yaitu 3.03 cm dalam waktu 20 hari pada
~ ~ l a n g apertama
n
dan 4.13 cm dalam ivaktu 49 hari pada ulangan kedua. Dan pada
kedalaman muka air tanah 71-92 cni tejadi penurunan permukaan ~ n u k a tanah
yang sangat mencolok; \-aitu masing-masing 4-88cm dan 4.76 cm dalaln waktu
20 hari untuk ulangan penama, szdangkan untuk ulangan kedua masing-masing
8.70 cm dan 7.47 cm dalam waktu 49 hari. Hal ini dikarenakan proses drainase
yang tinggi sehingga kadar air tanah menjadi sangat rendah dan tanah mengalami
penurunan pennukaan tanah yang sangat cepat. Pada kedalaman muka air tanah
71 cm dan 92 cm terjadi penurunan permukaan tanah yang relatif sama, sehingga
tidak diperlukan lagi pemhcrian kedalaman muka air tanah yang lebih dalam.
Unt~ik pcrubahan sihc fisika dan hidrolika, nilai h,/apatan lindak
mengalami kenailinn dari kedalaman muka air tanah 7-20 cm sebesar

0.1-0.15

gem' mrnjadi lebih dari 0.15 gem' pada kedalaman muka air tanh 46-92

cm, porositas menurun dari 91 % menjadi 89 %, permeabilitas menurun menjadi
10 kali lebih kecil, dan air tersedia mengalami kenaikan dari 70 % menjadi 30 %.
Nilai retensi air tanah untuk setiap kedalaman tanah menjadi lebih nyata
perbedman kadar air tanahnya, sedangkan nilai konduktivitas i ~ i d ~ l i ktanah
a
memiliki nilai yang lebih kecil pada setiap kedalaman tanah untuk keda1,aman
mukaair tanah yang lebih tinggi.