Pada Gambar 12 dapat dilihat bahwa θ
r, θ
s, dan ψ
berturut-turut memberikan persentase kesalahan dari terbesar ke terkecil pada penentuan fungsi
retensi air untuk kelas tekstur tanah pasir pada potensial matrik 1000 cm H
2
O. Demikian pula halnya pada analisis kesalahan konduktivitas hidrolik.
θ r,
θ s, dan
K
S
berturut-turut memberikan persentase kesalahan dari terbesar ke terkecil. Apabila potensial matrik semakin mengecil Gambar 13, misalnya pada potensial
matrik 10 cm H
2
O, dapat dilihat bahwa θ
s, ψ, θ
r berturut-turut memberikan persentase kesalahan dari terbesar ke terkecil pada penentuan fungsi retensi air.
Demikian pula halnya pada analisis kesalahan konduktivitas hidrolik. θ
s,
K
S
, θ
r berturut-turut memberikan persentase kesalahan dari terbesar ke terkecil.
θ r
0.158 d
θ r
0.001 d
θ r
θ r 0.63
θ s
0.469 d
θ s
0.001 d
θ s
θ s 0.21
ψ 10.0
d ψ
0.500 d
ψψ 5.00
α 0.007
n 1.538
m1 0.350
θ 0.467
d θ
0.0010 d
θθ 0.22
d θ
d θ
r 0.00627 d
θ d
θ r x d
θ r
0.00001 d
θ d
θ r x d
θ r
θ 0.00
d
θθθθ
d
θθθθ
s 0.99373 d
θθθθ
d
θθθθ
s x d
θθθθ
s 0.00099
d
θθθθ
d
θθθθ
s x d
θθθθ
s
θθθθ
0.21
d θ
d ψ
0.00030 d
θ d
ψ x d
ψ 0.00015
d θ
d ψ
x d ψθ
0.03 K
S
0.00314 dK
S
0.00001 dK
S
K
S
0.32 K 0.00179
dK 0.000208
dKK 11.63 dKdK
S
0.56883 dKdK
S
x dK
S
5.69E-06 dKdK
S
x dK
S
K 0.32 dKd
θ r 0.00131
dKd θ
r x d θ
r 1.31E-06
dKd θ
r x d θ
rK 0.07
dKd
θθθθ
s 0.20762 dKd
θθθθ
s x d
θθθθ
s 2.08E-04
dKd
θθθθ
s x d
θθθθ
sK 11.63
Gambar 13. Analisis kesalahan fungsi retensi air dan konduktivitas hidrolik tanah kelas tekstur pasir pada potensial matrik 10 cm H
2
O kolom yang diarsir adalah data masukan
Pola kesalahan yang sama, mengikuti hasil analisis kesalahan pada kelas tekstur pasir, terjadi untuk kelas tekstur lainnya. Dengan hasil analisis kesalahan
di atas, jelas terlihat bahwa pemilihan alat ukur menjadi sangat penting. Dengan kata lain harus dipilih alat ukur yang menghasilkan kesalahan terkecil dalam
pendugaan fungsi retensi air maupun konduktivitas hidrolik tanah.
4. 5 Program Simulasi Infiltrasi Richards-Darcy
Program simulasi proses infiltrasi dibuat dalam bahasa
BASIC
menggunakan
Visual Basic for Application
pada Microsoft Excel 2000. Secara visual, program utama yaitu
Input-Process
, terdiri atas 8 bagian utama yaitu 1. Tekstur tanah; 2. Data retensi air; 3. Optimisasi parameter retensi air – Van
Genuchten; 4. Parameter konduktivitas hidrolik - Mualem; 5. Dimensi kolom tanah; 6. Kondisi awal dan kondisi batas; 7. Faktor pembobot; dan 8. Informasi
waktu simulasi Gambar 14.
Gambar 14. Tampilan
Input-Process
program simulasi proses infiltrasi kolom yang diarsir adalah kolom data masukan
Tekstur tanah
. Bagian ini menyatakan kelas tekstur dari kolom tanah yang akan disimulasi. Dengan menggunakan
ComboBox
pengguna tinggal memilih kelas tekstur tanah yang diinginkan.
Data retensi air
. Bagian ini merupakan tempat untuk mengisi data masukan yang diperlukan berupa data kadar air tanah pada kondisi jenuhruang pori total
ψ = 0 cm H
2
O, pF 1 ψ
= -10 cm H
2
O, pF 2 ψ
= -100 cm H
2
O, pF 2.54 ψ
= - 346.7 cm H
2
O, dan pF 4.2 ψ
= -15848.9 H
2
O.
Optimisasi parameter retensi air - Van Genuchten
. Bagian ini memuat parameter fungsi retensi air yang telah dioptimisasi Tabel 2 yang akan
digunakan sebagai data masukan untuk menghitung profil potensial matrik, profil kadar air, profil konduktivitas hidrolik tanah takjenuh, dan infiltrasi kumulatif.
Parameter konduktivitas hidrolik - Mualem
. Bagian ini merupakan tempat mengisi data konduktivitas hidrolik tanah jenuh Tabel 2. Data ini
diperlukan untuk mendapatkan nilai konduktivitas hidrolik takjenuh dengan menggunakan Persamaan 13 dan 14.
Dimensi kolom
tanah.
Bagian dimensi
kolom tanah
hanya direpresentasikan oleh panjang kolom tanah karena program simulasi dirancang
untuk model satu dimensi. Jumlah m, elemen diskritisasi
nodes
, ditetapkan sebanyak 3x panjang kolom tanah.
Kondisi awal dan kondisi batas
. Kondisi awal berupa nilai potensial matrik kolom tanah sebelum infiltrasi berlangsung. Untuk keperluan simulasi
nilainya ditetapkan pada kisaran antara kondisi kapasitas lapang ψ
= -346.7 cm H
2
O sampai titik layu permanen ψ
= -15848.9 cm H
2
O karena tidak ada informasi mengenai data kadar air contoh tanah pada saat pengambilan contoh
tanah di lapangan. Kondisi batas berupa tekanan di permukaan tanah yang nilainya ditetapkan sebesar 0 cm H
2
O. Dengan kata lain permukaan selalu dalam kondisi jenuh tapi tanpa genangan.
Faktor pembobot
. Bagian ini menunjukkan faktor pembobot temporal dan spasial. Farlow 1982 menyatakan bahwa faktor pembobot temporal untuk
diskritisasi metode beda hingga semi implisit
Crank-Nicolson
sebesar 0.5. Faktor pembobot spasial sebesar 0.5 menunjukkan bahwa posisi spasial konduktivitas
hidrolik takjenuh berada di antara 2
nodes
, dimana masing-masing
nodes
menyumbang 50 terhadap nilai konduktivitas hidrolik takjenuh tersebut.
Informasi waktu simulasi
. Bagian ini terdiri atas waktu awal simulasi, waktu akhir, dan interval waktu awal.
Tampilan hasil
. Program simulasi akan menampilkan hasil berupa nilai tabular dan grafik. Hasil berupa nilai tabular dapat dilihat berturut-turut pada
sheet Infiltration
,
PressureHead
,
WaterContent
, dan
HydroCond
. Sedangkan hasil berupa grafik bisa dilihat berturut-turut pada
sheet Chart1
,
Chart2
,
Chart3
, dan
Chart4
.
4. 6 Simulasi Infiltrasi pada Berbagai Tekstur Tanah 4.6.1
Richards-Darcy a
Pasir
Gambar 15 menunjukkan besar infiltrasi kumulatif dan simpanan air kumulatif berdasarkan waktu tempuh, sedangkan Gambar 16 menunjukkan profil
potensial matrik, kadar air, dan konduktivitas hidrolik tanah takjenuh pada waktu tempuh 1, 5, dan 7.5 menit. Hasil simulasi numerik menunjukkan bahwa infiltrasi
kumulatif meningkat dengan semakin meningkatnya waktu tempuh. Terlihat pada Gambar 15 bahwa keseimbangan antara infiltrasi dan simpanan air kumulatif
tercapai setelah menempuh waktu 1030 detik atau 17.2 menit. Besarnya infiltrasi dan simpanan air kumulatif pada saat terjadi keseimbangan sebesar 6.2 cm.
Gambar 15. Infiltrasi dan simpanan air kumulatif pada kolom tanah dengan tekstur pasir
