Kajian Laju Insfiltrasi Tanah Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rakyat Kabupaten Karo
KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI DESA TONGKOH KECAMATAN DOLAT RAYAT KABUPATEN KARO SKRIPSI
AHMAD EKA PUTRA 080308024
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI DESA TONGKOH KECAMATAN DOLAT RAYAT KABUPATEN KARO
SKRIPSI
OLEH : AHMAD EKA PUTRA 080308024/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Sumono MS) Ketua
(Nazif Ichwan STP,M.Si) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
Key word: Infiltration Rate, Philips, Tomato Field, Avocado Field, Pine Forest.
i
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Ahmad Eka Putra, lahir di Kabupaten Deli Serdang pada tanggal 5 Agustus 1990, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Wasimin dan Suwartini.
Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Lubuk Pakam dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif menjadi pengurus di Badan Kenaziran Mushola (BKM) Al-Mukhlisin FP USU, DPW Kelompok Aspirasi Mahasiswa (KAM) Rabbani Fakultas Pertanian, serta Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) komisariat Universitas Sumatera Utara Medan, dan aktif sebagai Asisten Laboratorium Mekanisasi Pertanian, dan Laboratorium Ilmu Ukur Wilayah.
Pada tanggal 20 Juni 2011 sampai dengan 20 Juli 2011, penulis melakukan Praktek Kerja Lapang di PT. Horti Jaya Lestari (HJL) kebun Dokan, Kabupaten Karo.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Laju Infiltrasi Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo”. Yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sumono MS, selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Si, serta Bapak Nazif Ichwan STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyusunan skripsi. Tak lupa pula ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta yang telah mendukung penulis baik secara moril dan materil.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tidak dapat disebutkan satu per satu disini yang telah membantu penulis dalam menyusun skripsi ini.
Medan, Januari 2013
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRAK ..........................................................................................................i RIWAYAT HIDUP............................................................................................ ii KATA PENGANTAR .......................................................................................iii DAFTAR ISI......................................................................................................iv DAFTAR TABEL..............................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................viii PENDAHULUAN Latar Belakang ................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 4 Kegunaan Penelitian .......................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA Siklus Hidrologi ................................................................................................. 5 Infiltrasi .......................................................................................................... 5 Evaluasi Laju Infiltrasi....................................................................................... 7 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ..................................................... 9
Tekstur ...................................................................................................... 9 Tata Guna Lahan ...................................................................................... 10 Porositas Tanah ........................................................................................ 11 Kerapatan Massa (Bulk Density).............................................................. 12 Kerapatan Partikel (Particel Density) ...................................................... 13 Kadar Air Tanah....................................................................................... 13 Bahan Organik Tanah .............................................................................. 14 Infiltrometer ...................................................................................................... 15 Potensial Air Tanah........................................................................................... 15 Tensiometer ...................................................................................................... 17 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................... 18 Bahan dan Alat.................................................................................................. 18 Metode Penelitian ............................................................................................. 18 Pelaksanaan Penelitian ...................................................................................... 19 Persiapan Penelitian ................................................................................. 19 Prosedur Penelitian .................................................................................. 19
Laju Infiltrasi Tanah ........................................................................ 19 Parameter yang Diamati........................................................................... 20
Tekstur Tanah ................................................................................... 20 Bahan Organik.................................................................................. 20 Kadar Air Tanah ............................................................................... 21 Kerapatan Massa (Bulk Density) ...................................................... 22 Kerapatan Partikel (Partikel Density)............................................... 22 Porositas............................................................................................ 23 Potensial matriks............................................................................... 23 HASIL DAN PEMBAHASAN
iv
Universitas Sumatera Utara
Analisa Sifat Fisik Tanah .................................................................................. 24 Kadar Air Tanah ............................................................................... 24 Tekstur Tanah ................................................................................... 24 Kerapatan Massa (Bulk Density) ...................................................... 25 Kerapatan Partikel (Particle Density)............................................... 26 Ruang Pori atau Porositas................................................................. 27 Bahan Organik Tanah....................................................................... 28
Pengukuran Infiltrasi......................................................................................... 28 Evaluasi Laju Infiltrasi ..................................................................................... 30 Potensial Matriks Tanah.................................................................................... 33 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ....................................................................................................... 35 Saran....... ..........................................................................................................35 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah........................................................................... 6 2. Hasil Analisa Kadar Air Tanah ................................................................... 24 3. Hasil Analisa Tekstur Tanah....................................................................... 25 4. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) tanah................................. 25 5. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (particle density) tanah .......................... 26 6. Hasil Analisa Porositas Tanah .................................................................... 27 7. Hasil Analisa Bahan Organik Tanah........................................................... 28 8. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Ladang Tomat ....................... 28 9. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Kebun Alpukat...................... 29 10. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Hutan Pinus........................... 30 11. Klasifikasi Infiltrasi..................................................................................... 32 12. Nilai potensial matriks pada beberapa penggunaan lahan .......................... 33
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Segitiga Tekstur ........................................................................................... 9 2. Hubungan laju infiltrasi dengan waktu ...................................................... 31 3. Hubungan hisapan matriks terhadap kadar air ............................................ 34
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Flow Chart pelaksanaan penelitian.............................................................. 38 2. Double Ring Infiltrometer ............................................................................ 39 3. Peta rupa bumi ............................................................................................. 40 4. Hasil analisa tanah ....................................................................................... 41 5. Kombinasi waktu infiltrasi pada ladang tomat............................................. 42 6. Kombinasi waktu infiltrasi pada kebun alpukat........................................... 43 7. Kombinasi waktu infiltrasi pada hutan pinus .............................................. 44 8. Dokumentasi penelitian ............................................................................... 45
viii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
Key word: Infiltration Rate, Philips, Tomato Field, Avocado Field, Pine Forest.
i
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Kelebihan air atau kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman, karena air berperan penting bagi pertumbuhan tanaman (Hardjowigeno, 1993).
Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Dengan kata lain infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah vertical). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi yang dikenal sebagai proses perkolasi (Asdak, 2002).
Laju infiltrasi yang tinggi tidak hanya meningkatkan jumlah air yang tersimpan dalam tanah untuk pertumbuhan tanaman, tetapi juga mengurangi banjir dan erosi yang disebabkan oleh run off (Hakim, 1986).
Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju maksimum air yang dapat masuk ke dalam tanah pada suatu saat
1
Universitas Sumatera Utara
2
(Kurnia, dkk, 2006). Apabila kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi.
Berkurangnya infiltrasi air kedalam tanah, terutama pada kawasan resapan air (recharge area), dapat mengurangi kembalian air bawah tanah (ground water), sehingga banjir dan kekeringan merupakan akibat dari peristiwa tersebut. Air hujan yang jatuh dipermukaan tanah akan mengalami evaporasi, infiltrasi, perkolasi, dan air yang mengalir diatas permukaan tanah sebagai limpasan permukaan. Sejumlah air hujan disimpan dalam tanah sebagai air tanah (ground water storage) dan air bumi (ground water) yang pada suatu saat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. (Arief, 2001).
Tingkat kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah atau potensial hidrolik tanah. Konduktifitas hidrolik tanah dibedakan menjadi dua, yakni konduktifitas hidrolik tanah tidak jenuh dan konduktifitas hidrolik tanah jenuh (Kurnia, dkk, 2006).Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, sedangkan pada kondisi tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks.
Semakin besar kemiringan lahan maka laju aliran permukaan akan semakin cepat, daya kikis dan daya angkut aliran permukaan makin cepat dan kuat.Oleh karena itu strategi konservasi tanah dan air pada lahan berlereng adalah memperlambat laju aliran permukaan dan memperpendek panjang lereng untuk memberikan kesempatan lebih lama pada air untuk meresap kedalam tanah (Kurnia dkk, 2004).
Perumbuhan dan produksi tanaman yang optimum tidak hanya ditentukan oleh jumlah dan tingkat ketersediaan hara, tetapi juga sangat tergantung pada sifat
Universitas Sumatera Utara
3
fisik tanahnya. Arsyad (2006) mengemukakan bahwa produksi optimum suatu tanaman dapat dicapai dengan pemupukan hanya jika sifat-sifat fisik tanahnya baik. Hantaran hidrolik tanah merupakan parameter sifat fisik tanah yang dalam keadaan alamiah nilainya sangat beragam pada setiap jenis tanah. Nilai hantaran hidrolik tanah mempunyai peran penting dalam teknik pengelolaan tanah dan air dan dalam evaluasi kemampuan dan kesesuaian lahan (Sitorus (1980) dalam Ardiyanto (2004)).
Desa Tongkoh merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo. Kabupaten Karo secara geografis terletak antara 2050’–3019’ Lintang Utara dan 97055’–98038’ Bujur Timur dengan curah hujan rata-rata 2.100-3200 mm/tahun dan suhu rata-rata 18,4-19,3ºC. Luas wilayah Kabupaten Karo yaitu 2.127,25 Km2 atau 212.725 Ha dimana jika ditinjau dari sudut kemiringan tanahnya terdiri dari tanah datar 2 % seluas 23.900 Ha, tanah landai 2 – 15 % seluas 74.919 Ha, tanah miring 15 – 40 % seluas 41.169 Ha, dan tanah curam 40 % seluas 72.737 Ha (BPS Kabupaten Karo, 2010). Karena terdiri dari banyak lahan dengan kemiringan yang tinggi serta tingginya curah hujan, maka kabupaten Karo termasuk desa Tongkoh cukup rentan untuk terjadinya erosi.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap berbagai aspek yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah dan kemampuan tanah untuk melalukan air pada berbagai penggunaan lahan.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitan adalah untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai
penggunaan lahan di desa Tongkoh kecamatan Dolat Rayat kabupaten Karo.
Universitas Sumatera Utara
4 Kegunaan Penelitian
1. Sebagai bahan bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang ingin melakukan penelitian lebih lanjut tentang laju infiltrasi.
3. Diharapkan penelitian ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan di dalam analisis hidrologi.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
5
Siklus Hidrologi Air merupakan benda alam yang paling berharga. Tidak ada air, tidak
mungkin terdapat kehidupan. Air tidak saja perlu untuk kehidupan semua makhluk hidup, akan tetapi juga merupakan media untuk pengangkutan (transport), sumber energi, dan berbagai keperluan lainnya. Ilmu pengetahuan yang mempelajari proses penambahan, penampungan dan kehilangan air di bumi disebut hidrologi. Air yang jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, salju, dan embun akan mengalami berbagai peristiwa, kemudian akan menguap ke udara menjadi awan dan dalam bentuk hujan, salju dan embun jatuh kembali ke bumi. Peristiwa yang terus berulang dan merupakan siklus tertutup ini dinamai siklus air.
Tinjauan singkat mengenai fase-fase siklus air menunjukkan pentingnya peranan tanah dalam siklus air. Tanah merupakan suatu peubah yang kompleks dalam seluruh masalah tata air. Selanjutnya akan terlihat bahwa masalah konservasi tanah pada asasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, dan pengaturan aliran permukaan (Arsyad, 2006).
Infiltrasi Arsyad (2006) mendefinisikan infiltrasi sebagai peristiwa masuknya air
ke dalam tanah, yang umumnya (tetapi tidak mesti) melalui permukaan dan secara vertikal. Jika cukup air, maka air infiltrasi akan bergerak terus ke bawah yaitu ke dalam profil tanah. Gerakan air ke bawah di dalam profil tanah disebut perkolasi. Sedangkan menurut Asdak (2002) infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya
Universitas Sumatera Utara
6
berasal dari curah hujan) masuk kedalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan
aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam.
Menurut Asdak (2002) proses infiltrasi melibatkan tiga proses yang
saling tergantung satu sama lain, yaitu:
1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori tanah
2. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah
3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas)
Tanah yang berbeda-beda menyebabkan air meresap dengan laju yang
berbeda-beda. Setiap tanah memiliki daya resap yang berbeda, yang diukur dalam
mm/jam. Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi
tinggi, akan tetapi tanah liat sebaliknya, cenderung mempunyai laju infiltrasi
rendah. Untuk satu jenis tanah yang sama dengan kepadatan yang berbeda
mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula. Makin padat makin kecil laju
infiltrasinya (Wilson, 1993). Klasifikasi laju infiltrasi tanah dapat dilihat pada
tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah
Deskripsi Sangat lambat Lambat Sedang lambat Sedang Sedang cepat Cepat Sangat cepat (Lee, 1990).
Infiltrasi (mm/jam) 1 1–5 5 – 20 20 – 65 65 – 125 125 – 250 250
Kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah dalam merembeskan
(menginfiltrasikan) air yang terdapat di permukaan atau aliran air permukaan
kebagian dalam tanah tersebut, yang dengan sendirinya dengan adanya
Universitas Sumatera Utara
7
perembesan itu aliran air permukaan akan sangat berpengaruh. Jelasnya semakin besar kapasitas infiltrasi maka aliran air di permukaan tanah makin berkurang. Sebaliknya, makin kecil kapasitas infiltrasi yang disebabkan banyaknya pori tanah yang tersumbat, maka aliran air permukaan bertambah atau meningkat (Kartasapoetra, 1989).
Evaluasi Laju Infiltrasi Green-Ampt (1911) dalam Rohmat dan Soekarno (2006) mengemukakan
bahwa laju infiltrasi merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah, permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter-parameter tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah. Hubungan antara dua karakteristik tanah tersebut, dapat diformulasikan melalui penelitian empirik.
Laju infiltrasi perlu diketahui untuk memperhitungkan maksimum infiltrasi pada suatu tanah yang disebut juga dengan kapasitas infiltrasi (daya serap). Dengan mengetahui besarnya kapasitas infiltrasi suatu tanah, maka dapat diperhitungkan besarnya air hujan yang mempunyai potensi untuk melimpas setelah mencapai permukaan tanah, yang dapat menyebabkan banjir dan erosi.
Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time dependent equation). Philip mengajukan model persamaan infiltrasi:
= + −0,5 .......................................................................... (1) Dimana:
fp = kapasitas infiltrasi (mm/ menit) C, D = konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah
awal.
Universitas Sumatera Utara
8
t = waktu (menit)
Infiltrasi kumulatif diperoleh dengan mengintegralkan peramaan (1) untuk
periode tertentu, mulai dari t=0 sampai dengan t=t. = ∫0(−0,5 + ) . = . + 20.5 ...............................................(2) Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis: − . = 2 0,5.....................................................................................(3)
Proses pengepasan dari persamaan di atas dapat dilakukan dengan menggunakan
data dari dua interval waktu, yaitu t1dan t2 serta dua nilai dari infiltrasi kumulatif
pada interval tersebut, yaitu F1 dan F2sehingga: 1 − 1 = 2 10,5..................................................................................(4) 2 − 2 = 2 20,5 .................................................................................(5)
Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:
(1 − 1 = 2 10,5) × 2 (2 − 2 = 2 20,5) × 1 1 − 12 = 2 10,52 1 − 12 = 2 20,51 12 − 21 = 2 (10,52 − 20,51)
Sehingga,
=
2
12−21 (10,52− 20,51)
................................................................................
(6)
Nilai D lalu dimasukkan ke dalam persamaan (4) atau (5) hingga diperoleh nilai
C. Nilai C dan D kemudian dimasukkan ke dalam persamaan Philip.
(Purwowidodo, 1986 dalam Januar dan Nora, 1999)
Universitas Sumatera Utara
9 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi Tekstur Tanah
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (2mm-50μ), debu (50-2µ), dan liat (
AHMAD EKA PUTRA 080308024
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
KAJIAN LAJU INFILTRASI TANAH PADA BERBAGAI PENGGUNAAN LAHAN DI DESA TONGKOH KECAMATAN DOLAT RAYAT KABUPATEN KARO
SKRIPSI
OLEH : AHMAD EKA PUTRA 080308024/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Sumono MS) Ketua
(Nazif Ichwan STP,M.Si) Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
Key word: Infiltration Rate, Philips, Tomato Field, Avocado Field, Pine Forest.
i
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Ahmad Eka Putra, lahir di Kabupaten Deli Serdang pada tanggal 5 Agustus 1990, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Wasimin dan Suwartini.
Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Lubuk Pakam dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif menjadi pengurus di Badan Kenaziran Mushola (BKM) Al-Mukhlisin FP USU, DPW Kelompok Aspirasi Mahasiswa (KAM) Rabbani Fakultas Pertanian, serta Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) komisariat Universitas Sumatera Utara Medan, dan aktif sebagai Asisten Laboratorium Mekanisasi Pertanian, dan Laboratorium Ilmu Ukur Wilayah.
Pada tanggal 20 Juni 2011 sampai dengan 20 Juli 2011, penulis melakukan Praktek Kerja Lapang di PT. Horti Jaya Lestari (HJL) kebun Dokan, Kabupaten Karo.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Laju Infiltrasi Pada Berbagai Penggunaan Lahan Di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo”. Yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sumono MS, selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Si, serta Bapak Nazif Ichwan STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyusunan skripsi. Tak lupa pula ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta yang telah mendukung penulis baik secara moril dan materil.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Keteknikan Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tidak dapat disebutkan satu per satu disini yang telah membantu penulis dalam menyusun skripsi ini.
Medan, Januari 2013
Penulis
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRAK ..........................................................................................................i RIWAYAT HIDUP............................................................................................ ii KATA PENGANTAR .......................................................................................iii DAFTAR ISI......................................................................................................iv DAFTAR TABEL..............................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................viii PENDAHULUAN Latar Belakang ................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 4 Kegunaan Penelitian .......................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA Siklus Hidrologi ................................................................................................. 5 Infiltrasi .......................................................................................................... 5 Evaluasi Laju Infiltrasi....................................................................................... 7 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ..................................................... 9
Tekstur ...................................................................................................... 9 Tata Guna Lahan ...................................................................................... 10 Porositas Tanah ........................................................................................ 11 Kerapatan Massa (Bulk Density).............................................................. 12 Kerapatan Partikel (Particel Density) ...................................................... 13 Kadar Air Tanah....................................................................................... 13 Bahan Organik Tanah .............................................................................. 14 Infiltrometer ...................................................................................................... 15 Potensial Air Tanah........................................................................................... 15 Tensiometer ...................................................................................................... 17 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................... 18 Bahan dan Alat.................................................................................................. 18 Metode Penelitian ............................................................................................. 18 Pelaksanaan Penelitian ...................................................................................... 19 Persiapan Penelitian ................................................................................. 19 Prosedur Penelitian .................................................................................. 19
Laju Infiltrasi Tanah ........................................................................ 19 Parameter yang Diamati........................................................................... 20
Tekstur Tanah ................................................................................... 20 Bahan Organik.................................................................................. 20 Kadar Air Tanah ............................................................................... 21 Kerapatan Massa (Bulk Density) ...................................................... 22 Kerapatan Partikel (Partikel Density)............................................... 22 Porositas............................................................................................ 23 Potensial matriks............................................................................... 23 HASIL DAN PEMBAHASAN
iv
Universitas Sumatera Utara
Analisa Sifat Fisik Tanah .................................................................................. 24 Kadar Air Tanah ............................................................................... 24 Tekstur Tanah ................................................................................... 24 Kerapatan Massa (Bulk Density) ...................................................... 25 Kerapatan Partikel (Particle Density)............................................... 26 Ruang Pori atau Porositas................................................................. 27 Bahan Organik Tanah....................................................................... 28
Pengukuran Infiltrasi......................................................................................... 28 Evaluasi Laju Infiltrasi ..................................................................................... 30 Potensial Matriks Tanah.................................................................................... 33 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ....................................................................................................... 35 Saran....... ..........................................................................................................35 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah........................................................................... 6 2. Hasil Analisa Kadar Air Tanah ................................................................... 24 3. Hasil Analisa Tekstur Tanah....................................................................... 25 4. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) tanah................................. 25 5. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (particle density) tanah .......................... 26 6. Hasil Analisa Porositas Tanah .................................................................... 27 7. Hasil Analisa Bahan Organik Tanah........................................................... 28 8. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Ladang Tomat ....................... 28 9. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Kebun Alpukat...................... 29 10. Hasil Pengukuran Infiltrasi Kumulatif pada Hutan Pinus........................... 30 11. Klasifikasi Infiltrasi..................................................................................... 32 12. Nilai potensial matriks pada beberapa penggunaan lahan .......................... 33
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Segitiga Tekstur ........................................................................................... 9 2. Hubungan laju infiltrasi dengan waktu ...................................................... 31 3. Hubungan hisapan matriks terhadap kadar air ............................................ 34
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Flow Chart pelaksanaan penelitian.............................................................. 38 2. Double Ring Infiltrometer ............................................................................ 39 3. Peta rupa bumi ............................................................................................. 40 4. Hasil analisa tanah ....................................................................................... 41 5. Kombinasi waktu infiltrasi pada ladang tomat............................................. 42 6. Kombinasi waktu infiltrasi pada kebun alpukat........................................... 43 7. Kombinasi waktu infiltrasi pada hutan pinus .............................................. 44 8. Dokumentasi penelitian ............................................................................... 45
viii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
AHMAD EKA PUTRA: Kajian laju infiltrasi tanah pada berbagai penggunaan lahan di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, dibimbing oleh Sumono dan Nazif Ichwan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai pengunaan lahan, yaitu ladang tomat, kebun alpukat, dan hutan pinus di Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo menggunakan model persamaan Philips.
Parameter yang diamati adalah kadar air, tekstur, kerapatan massa, kerapatan partikel, ruang pori atau porositas, dan bahan organik. Penelitian ini menggunakan alat infiltrometer silinder ganda yang ditanamkan ke dalam tanah lalu diisi air. Kemudian dilakukan pengamatan penurunan air untuk selang waktu 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, dan 240 menit.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju infiltrasi paling besar terjadi di ladang tomat, kemudian di hutan pinus, dan yang paling kecil terjadi di kebun alpukat. Faktor yang berpengaruh besar terhadap laju infiltrasi adalah tekstur tanah, porositas total tanah awal dan bahan organik tanah.
Kata kunci: Laju infiltrasi, Philips, Ladang Tomat, Kebun Alpukat, Hutan Pinus.
ABSTRACT
AHMAD EKA PUTRA : Study of infiltration soil rate in some lands using at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo, guide by Sumono and Nazif Ichwan.
The aim of this research was to know infiltration rate in some lands using that are tomato field, avocado field, and pine forest at Desa Tongkoh Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo using Phiips equation model.
Parameter that perceived were moisture content, soil texture, bulk density, particle density, porosity, and organical matter. This research used double ring infiltrometer that pressed into the soil, and filled with water. The decreased of water was observed with interval 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 120, 180, 240 minutes.
The results showed that the biggest infiltration was found in tomato field, and pine forest, the smallest was found in avocado field. Big influential factors to infiltration rate are soil texture, porosity and organical matter.
Key word: Infiltration Rate, Philips, Tomato Field, Avocado Field, Pine Forest.
i
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Kelebihan air atau kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman, karena air berperan penting bagi pertumbuhan tanaman (Hardjowigeno, 1993).
Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Dengan kata lain infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah vertical). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi yang dikenal sebagai proses perkolasi (Asdak, 2002).
Laju infiltrasi yang tinggi tidak hanya meningkatkan jumlah air yang tersimpan dalam tanah untuk pertumbuhan tanaman, tetapi juga mengurangi banjir dan erosi yang disebabkan oleh run off (Hakim, 1986).
Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju maksimum air yang dapat masuk ke dalam tanah pada suatu saat
1
Universitas Sumatera Utara
2
(Kurnia, dkk, 2006). Apabila kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi.
Berkurangnya infiltrasi air kedalam tanah, terutama pada kawasan resapan air (recharge area), dapat mengurangi kembalian air bawah tanah (ground water), sehingga banjir dan kekeringan merupakan akibat dari peristiwa tersebut. Air hujan yang jatuh dipermukaan tanah akan mengalami evaporasi, infiltrasi, perkolasi, dan air yang mengalir diatas permukaan tanah sebagai limpasan permukaan. Sejumlah air hujan disimpan dalam tanah sebagai air tanah (ground water storage) dan air bumi (ground water) yang pada suatu saat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. (Arief, 2001).
Tingkat kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah atau potensial hidrolik tanah. Konduktifitas hidrolik tanah dibedakan menjadi dua, yakni konduktifitas hidrolik tanah tidak jenuh dan konduktifitas hidrolik tanah jenuh (Kurnia, dkk, 2006).Pada kondisi tanah jenuh yang berperan adalah potensial tekanan dan potensial gravitasi, sedangkan pada kondisi tanah tidak jenuh yang berperan adalah potensial matriks.
Semakin besar kemiringan lahan maka laju aliran permukaan akan semakin cepat, daya kikis dan daya angkut aliran permukaan makin cepat dan kuat.Oleh karena itu strategi konservasi tanah dan air pada lahan berlereng adalah memperlambat laju aliran permukaan dan memperpendek panjang lereng untuk memberikan kesempatan lebih lama pada air untuk meresap kedalam tanah (Kurnia dkk, 2004).
Perumbuhan dan produksi tanaman yang optimum tidak hanya ditentukan oleh jumlah dan tingkat ketersediaan hara, tetapi juga sangat tergantung pada sifat
Universitas Sumatera Utara
3
fisik tanahnya. Arsyad (2006) mengemukakan bahwa produksi optimum suatu tanaman dapat dicapai dengan pemupukan hanya jika sifat-sifat fisik tanahnya baik. Hantaran hidrolik tanah merupakan parameter sifat fisik tanah yang dalam keadaan alamiah nilainya sangat beragam pada setiap jenis tanah. Nilai hantaran hidrolik tanah mempunyai peran penting dalam teknik pengelolaan tanah dan air dan dalam evaluasi kemampuan dan kesesuaian lahan (Sitorus (1980) dalam Ardiyanto (2004)).
Desa Tongkoh merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Dolat Rayat Kabupaten Karo. Kabupaten Karo secara geografis terletak antara 2050’–3019’ Lintang Utara dan 97055’–98038’ Bujur Timur dengan curah hujan rata-rata 2.100-3200 mm/tahun dan suhu rata-rata 18,4-19,3ºC. Luas wilayah Kabupaten Karo yaitu 2.127,25 Km2 atau 212.725 Ha dimana jika ditinjau dari sudut kemiringan tanahnya terdiri dari tanah datar 2 % seluas 23.900 Ha, tanah landai 2 – 15 % seluas 74.919 Ha, tanah miring 15 – 40 % seluas 41.169 Ha, dan tanah curam 40 % seluas 72.737 Ha (BPS Kabupaten Karo, 2010). Karena terdiri dari banyak lahan dengan kemiringan yang tinggi serta tingginya curah hujan, maka kabupaten Karo termasuk desa Tongkoh cukup rentan untuk terjadinya erosi.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap berbagai aspek yang mempengaruhi proses masuknya air ke dalam tanah dan kemampuan tanah untuk melalukan air pada berbagai penggunaan lahan.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitan adalah untuk mengetahui laju infiltrasi pada berbagai
penggunaan lahan di desa Tongkoh kecamatan Dolat Rayat kabupaten Karo.
Universitas Sumatera Utara
4 Kegunaan Penelitian
1. Sebagai bahan bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang ingin melakukan penelitian lebih lanjut tentang laju infiltrasi.
3. Diharapkan penelitian ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan di dalam analisis hidrologi.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
5
Siklus Hidrologi Air merupakan benda alam yang paling berharga. Tidak ada air, tidak
mungkin terdapat kehidupan. Air tidak saja perlu untuk kehidupan semua makhluk hidup, akan tetapi juga merupakan media untuk pengangkutan (transport), sumber energi, dan berbagai keperluan lainnya. Ilmu pengetahuan yang mempelajari proses penambahan, penampungan dan kehilangan air di bumi disebut hidrologi. Air yang jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, salju, dan embun akan mengalami berbagai peristiwa, kemudian akan menguap ke udara menjadi awan dan dalam bentuk hujan, salju dan embun jatuh kembali ke bumi. Peristiwa yang terus berulang dan merupakan siklus tertutup ini dinamai siklus air.
Tinjauan singkat mengenai fase-fase siklus air menunjukkan pentingnya peranan tanah dalam siklus air. Tanah merupakan suatu peubah yang kompleks dalam seluruh masalah tata air. Selanjutnya akan terlihat bahwa masalah konservasi tanah pada asasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, dan pengaturan aliran permukaan (Arsyad, 2006).
Infiltrasi Arsyad (2006) mendefinisikan infiltrasi sebagai peristiwa masuknya air
ke dalam tanah, yang umumnya (tetapi tidak mesti) melalui permukaan dan secara vertikal. Jika cukup air, maka air infiltrasi akan bergerak terus ke bawah yaitu ke dalam profil tanah. Gerakan air ke bawah di dalam profil tanah disebut perkolasi. Sedangkan menurut Asdak (2002) infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya
Universitas Sumatera Utara
6
berasal dari curah hujan) masuk kedalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan
aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam.
Menurut Asdak (2002) proses infiltrasi melibatkan tiga proses yang
saling tergantung satu sama lain, yaitu:
1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori tanah
2. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah
3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas)
Tanah yang berbeda-beda menyebabkan air meresap dengan laju yang
berbeda-beda. Setiap tanah memiliki daya resap yang berbeda, yang diukur dalam
mm/jam. Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi
tinggi, akan tetapi tanah liat sebaliknya, cenderung mempunyai laju infiltrasi
rendah. Untuk satu jenis tanah yang sama dengan kepadatan yang berbeda
mempunyai laju infiltrasi yang berbeda pula. Makin padat makin kecil laju
infiltrasinya (Wilson, 1993). Klasifikasi laju infiltrasi tanah dapat dilihat pada
tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah
Deskripsi Sangat lambat Lambat Sedang lambat Sedang Sedang cepat Cepat Sangat cepat (Lee, 1990).
Infiltrasi (mm/jam) 1 1–5 5 – 20 20 – 65 65 – 125 125 – 250 250
Kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah dalam merembeskan
(menginfiltrasikan) air yang terdapat di permukaan atau aliran air permukaan
kebagian dalam tanah tersebut, yang dengan sendirinya dengan adanya
Universitas Sumatera Utara
7
perembesan itu aliran air permukaan akan sangat berpengaruh. Jelasnya semakin besar kapasitas infiltrasi maka aliran air di permukaan tanah makin berkurang. Sebaliknya, makin kecil kapasitas infiltrasi yang disebabkan banyaknya pori tanah yang tersumbat, maka aliran air permukaan bertambah atau meningkat (Kartasapoetra, 1989).
Evaluasi Laju Infiltrasi Green-Ampt (1911) dalam Rohmat dan Soekarno (2006) mengemukakan
bahwa laju infiltrasi merupakan fungsi dari parameter hidraulik tanah, permeabilitas, suction head, dan kelembaban tanah. Parameter-parameter tersebut mempunyai hubungan erat dengan karakteristik fisik tanah. Hubungan antara dua karakteristik tanah tersebut, dapat diformulasikan melalui penelitian empirik.
Laju infiltrasi perlu diketahui untuk memperhitungkan maksimum infiltrasi pada suatu tanah yang disebut juga dengan kapasitas infiltrasi (daya serap). Dengan mengetahui besarnya kapasitas infiltrasi suatu tanah, maka dapat diperhitungkan besarnya air hujan yang mempunyai potensi untuk melimpas setelah mencapai permukaan tanah, yang dapat menyebabkan banjir dan erosi.
Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time dependent equation). Philip mengajukan model persamaan infiltrasi:
= + −0,5 .......................................................................... (1) Dimana:
fp = kapasitas infiltrasi (mm/ menit) C, D = konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah
awal.
Universitas Sumatera Utara
8
t = waktu (menit)
Infiltrasi kumulatif diperoleh dengan mengintegralkan peramaan (1) untuk
periode tertentu, mulai dari t=0 sampai dengan t=t. = ∫0(−0,5 + ) . = . + 20.5 ...............................................(2) Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis: − . = 2 0,5.....................................................................................(3)
Proses pengepasan dari persamaan di atas dapat dilakukan dengan menggunakan
data dari dua interval waktu, yaitu t1dan t2 serta dua nilai dari infiltrasi kumulatif
pada interval tersebut, yaitu F1 dan F2sehingga: 1 − 1 = 2 10,5..................................................................................(4) 2 − 2 = 2 20,5 .................................................................................(5)
Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:
(1 − 1 = 2 10,5) × 2 (2 − 2 = 2 20,5) × 1 1 − 12 = 2 10,52 1 − 12 = 2 20,51 12 − 21 = 2 (10,52 − 20,51)
Sehingga,
=
2
12−21 (10,52− 20,51)
................................................................................
(6)
Nilai D lalu dimasukkan ke dalam persamaan (4) atau (5) hingga diperoleh nilai
C. Nilai C dan D kemudian dimasukkan ke dalam persamaan Philip.
(Purwowidodo, 1986 dalam Januar dan Nora, 1999)
Universitas Sumatera Utara
9 Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi Tekstur Tanah
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (2mm-50μ), debu (50-2µ), dan liat (