BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Siklus Hidrologi
Siklus hidrologi Gambar 2. 1 adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer
dengan matah
ari sebagai wali utama dalam proses tersebut. Komponen utama dari siklus hidrologi adalah kondensasi,
presipitasi, infiltrasi, limpasan permukaan run off, evaporasi dan transpirasi.
Gambar 2. 1 Siklus Hidrologi USGS Untuk menjaga siklus hidrologi agar komponen utamanya dapat bekerja
sebagaimana mestinya, maka perlu dipertahankan kesetimbangan melalui proses pengisian air hujan dengan meresapkannya ke dalam pori-porirongga tanah, batuan
atau yang disebut dengan upaya konservasi air. Prinsip dasar konservasi air adalah mencegah atau meminimalkan air yang
hilang sebagai aliran permukaan dan menyimpannya semaksimal mungkin ke dalam tubuh bumi. Atas dasar prinsip ini maka curah hujan yang berlebihan pada musim
hujan tidak dibiarkan mengalir ke laut tetapi ditampung dalam suatu wadah yang memungkinkan air kembali meresap ke dalam tanah groundwater recharge melalui
pemanfaatan air hujan dengan cara membuat sumur resapan. Pada siklus hidrologi, posisi sumur resapan Gambar 2. 2 membantu proses infiltrasiperlokasi guna
mengurangi limpasan air hujan yang berlebih pada permukaan tanah sehingga air hujan dapat bergerak secara vertikal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut
memasuki sistem air tanah.
Gambar 2. 2 Posisi Sumur Resapan dalam Siklus Hidrologi
2.2 Konsep Umum Infiltrasi
Infiltrasi dimaksudkan sebagai proses masuknya air ke bawah permukaan tanah. Ini merupakan bagian yang sangat penting dalam daur hidrologi maupun
dalam proses pengalihragaman hujan menjadi aliran sungai. Pada saat air hujan jatuh kepermukaan tanah, sebagian air tersebut tertahan di cekungan-cekungan, sebagian
air mengalir sebagai aliran permukaan surface run off dan sebagian lainnya meresap kedalam tanah. Saat hujan mencapai permukaan lahan maka akan terdapat
bagian hujan yang mengisi ruang kosong void dalam tanah yang terisi udara sampai
Pemanasan Matahari
Air Laut Penguapa
n Kondensas
i Titik-titik
Air Sumur
Resapan n
Hujan
Evaporas i
Transpira si
Evapotranspirasi Limpasan
Infiltrasi Sungai
Perkolas i
Danau Air
mencapai kapasitas lapang field capacity dan berikutnya bergerak ke bawah secara gravitasi akibat berat sendiri dan bergerak terus ke bawah perlocation ke dalam
daerah jenuh saturated zone yang terdapat di bawah permukaan air tanah Rusli, 2008.
2.2.1 Pengertian infiltrasi
Pengertian infiltrasi infiltration sering dicampuradukkan untuk kepentingan praktis dengan pengertian perkolasi percolation. Infiltrasi adalah proses aliran air
umumnya berasal dari curah hujan masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan proses kelanjutan aliran air yang berasal dari infiltrasi ke tanah yang lebih dalam dan
merupakan proses aliran air dalam tanah secara vertikal akibat gaya berat. Memang keduanya saling berpengaruh akan tetapi hendaknya secara teoritis pengertian
keduanya dibedakan. Secara skematis, keterikatan infiltrasi dengan perkolasi dapat dijelaskan
dengan sketsa pada suatu gambar. Pada Gambar 2. 3. a yaitu skema formasi tanah dengan lapisan atas mempunyai laju infiltrasi besar, akan tetapi lapisan bawah
mempunyai laju perkolasi rendah. Sebaliknya, pada Gambar 2. 3. b yaitu lapisan atas dengan laju infiltrasi kecil sedangkan laju perkolasi pada lapisan bawah tinggi. Pada
kasus pertama Gambar 2. 3. b, meskipun laju perkolasi tinggi, akan tetapi laju infiltrasi yang memberikan masukan air dari permukaan terbatas. Oleh sebab itu,
dalam keadaan seimbang, dua keadaan ini lebih ditentukan oleh laju infiltrasi. Demikian pula sebaliknya Gambar 2. 3. a, laju perkolasi yang rendah menentukan
keadaan seluruhnya.
a b
Gambar 2. 3 Skema Infiltrasi dan Perlokasi pada Dua Lapis Tanah: a Infiltrasi Besar dengan Perlokasi Kecil dan
b Infiltrasi Kecil dengan Perlokasi Besar. Dalam kaitan ini terdapat dua pengertian tentang kuantitas infiltrasi, yaitu:
a Kapasitas Infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum untuk suatu jenis tanah
tertentu. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya apabila intensitas hujan
lebih kecil dari pada kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan.
b
Laju Infiltrasi adalah laju infiltrasi nyata suatu jenis tanah tertentu. Laju
infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu millimeter per jam mmjam. Air infiltrasi yang tidak kembali
lagi ke atmosfer melalui proses evapotranspirasi akan menjadi air tanah untuk seterusnya mengalir ke sungai disekitar.
2.2.2 Proses Infiltrasi
Salah satu proses yang berkaitan dengan distribusi air hujan yang jatuh ke permukaan bumi adalah infiltrasi. Infiltrasi merupakan proses masuk atau
meresapnya air dari atas permukaan tanah ke dalam bumi. Jika air hujan meresap ke dalam tanah maka kadar lengas tanah meningkat hingga mencapai
kapasitas lapang. Pada kondisi kapasitas lapang air yang masuk menjadi perkolasi dan mengisi
daerah yang lebih rendah energi potensialnya sehingga mendorong terjadinya aliran antara interflow dan aliran bawah permukaan lainnya base flow. Air
yang berada pada lapisan air tanah jenuh dapat pula bergerak ke segala arah ke samping dan ke atas dengan gaya kapiler atau dengan bantuan penyerapan oleh
tanaman melalui tudung akar. Proses infiltrasi sangat ditentukan oleh waktu. Jumlah air yang masuk
kedalam tanah dalam suatu periode waktu disebut laju infiltrasi. Laju infiltrasi pada suatu tempat akan semakin kecil seiring kejenuhan tanah oleh air. Pada saat
tertentu laju infiltrasi menjadi tetap. Nilai laju inilah yang kemudian disebut laju perkolasi.
Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir
masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh tarikan gaya
gravitasi dan gaya kapiler tanah. Di bawah pengaruh gaya gravitasi air hujan mengalir vertikal kedalam tanah, sedangkan pada gaya kapiler bersifat mengalirkan
air tersebut tegak lurus keatas, ke bawah, dan kearah horizontal lateral. Gaya kapiler bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori yang relativ kecil.
2.2.3 Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi
Perpindahan air dari atas ke dalam permukaan tanah baik secara vertikal maupun secara horizontal disebut infiltrasi. Banyaknya air
yang
terinfiltrasi dalam satuan waktu disebut laju infiltrasi. Besarnya laju infiltrasi f dinyatakan dalam mmjam atau mmhari. Laju infiltrasi akan sama dengan intensitas
hujan I, bila laju infiltrasi tersebut lebih kecil dari daya infiltrasinya. Jadi f ≤ f
p
dan f ≤ I Soemarto, 1999.
Infiltrasi berubah-ubah sesuai dengan intensitas curah hujan. Akan tetapi setelah mencapai limitnya, banyaknya infiltrasi akan berlangsung terus sesuai
dengan kecepatan absorbsi setiap tanah. Pada tanah yang sama kapasitas infiltrasinya berbeda-beda, tergantung dari kondisi permukaan tanah, struktur tanah,
tumbuh-tumbuhan dan lain-lain. Di samping intensitas curah hujan, infiltrasi berubah-ubah karena dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan udara yang terdapat
dalam tanah Maryono, 2004. Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi
adalah sebagai berikut: 1. Tinggi genangan air di atas permukaan tanah dan tebal lapisan tanah yang jenuh.
2. Kadar air atau lengas tanah 3. Pemadatan tanah oleh curah hujan
4. Penyumbatan pori tanah mikro oleh partikel tanah halus seperti bahan endapan dari partikel liat
5. Pemadatan tanah oleh manusia dan hewan akibat traffic line oleh alat olah 6. Struktur tanah
7. Kondisi perakaran tumbuhan baik akar aktif maupun akar mati bahan organik 8. Proporsi udara yang terdapat dalam tanah
9. Topografi atau kemiringan lahan Intensitas hujan 10. Kekasaran permukaan tanah
11. Kualitas air yang akan terinfiltrasi 12. Suhu udara tanah dan udara sekitar
Apabila semua
faktor-faktor di
atas dikelompokkan,
maka dapat
dikategorikan menjadi dua faktor utama yaitu: 1. Faktor yang mempengaruhi air untuk tinggal di suatu tempat sehingga air
mendapat kesempatan untuk terinfiltrasi oppurtunity time. 2. Faktor yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah.
Selain dari beberapa faktor yang menentukan infiltrasi di atas terdapat pula sifat-sifat khusus dari tanah yang menentukan dan membatasi kapasitas infiltrasi
Arsyad, 1989. Diantaranya adalah sebagai berikut:
a. Ukuran pori
Laju masuknya hujan ke dalam tanah ditentukan terutama oleh ukuran pori dan susunan pori-pori besar. Pori yang demikian itu dinamakan pori aerasi, oleh
karena pori-pori mempunyai diameter yang cukup besar yang memungkinkan air keluar dengan cepat sehingga tanah beraerasi baik.
b. Kemantapan pori
Kapasitas infiltrasi hanya dapat terpelihara jika porositas semula tetap tidak terganggu selama waktu tidak terjadi hujan.
c. Kandungan air
Laju infiltrasi terbesar terjadi pada kandungan air yang rendah dan sedang.
d. Profil tanah
Kategori