17
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
∂ ∂
∂ ∂
= ∂
∂ z
H K
z t
θ θ
................................................... 4
di mana θ adalah kadar air volumetrik L
3
L
-3
, cmcm. K θ menunjukkan
konduktivitas hidrolik yang tergantung pada nilai kadar air cmjam atau cmmenit, dan t adalah waktu jam atau menit. Perubahan kadar air dalam suatu
solum tanah Δθ dapat ditentukan
dari:
z z
L z
j L
z j
Δ −
Δ =
Δ
∑ ∑
= +
= 1
θ θ
θ .............................................5
di mana 0 z L z = kedalaman tanah, cm dan θ
j
dan θ
j+1
adalah rata-rata kadar air pada interval kedalaman
Δz 0 Δz L volume atau cmcm pada waktu j dan j+1 manit atau jam. Apabila terdapat perakaran dalam suatu profil
tanah, maka perubahan kadar air setiap saat dapat dituliskan sbb:
w
S v
t −
−∇ =
∂ ∂
θ θ
Sw qw
− −∇
= ...................................................6
di mana θ = kadar air volumetrik volume, t = waktu jam, ∇ = operator
divergence, v = kecepatan air cmjam, q = θv cm
3
jam, merupakan kerapatan flux air volumetrik, dan Sw merupakan sinksource volumetrik cmjam, cmhari,
misalnya serapan akar.
2.3.1. Pergerakan Air dalam Tanah Jenuh
Pergerakan air jenuh pada lahan kering dapat terjadi apabila terjadi hujan dengan intensitas tinggi sehingga dapat menjenuhi lapisan perakaran tanah. Air
jenuh ini harus segera hilang dari zone perakaran melalui pergerakan gravitasi, agar segera tersedia udara untuk aerasi tanah. Pergerakan jenuh dapat juga terjadi
pada waktu hujan dengan intensitas sedang sehingga dapat menjenuhi tempat- tempat tertentu pada pori-pori makro atau rekahan-rekahan tanah. Keadaan ini
menyebabkan aliran preferential, walaupun tempat di dekatnya belum mencapai
18
jenuh. Pergerakan air dalam keadaan jenuh ditentukan oleh gaya penggerak driving force
ΔH , yang merupakan perbedaan potensial, dan konduktivitas hidrolik tanah seperti pada persamaan 2 di atas. Perbedaan potensial hidrolik
ΔH pada pergerakan jenuh merupakan jumlah dari potensial tekanan dan potensial gravitasi, sedangkan potensial matrik tidak bekerja. Potensial gravitasi
ditentukan oleh jarak ketinggian dari titik reference yang telah ditetapkan, sedangkan potensial tekanan merupakan jarak dari permukaan air tanah water
table . Makin jauh jarak dari permukaan air tanah, potensial tekanan makin
tinggi. Nilai konduktivitas hidrolik pada keadaan jenuh besarnya konstan, dan
sangat ditentukan oleh sifat-sifat tanah, antara lain geometri ruang pori distribusi ukuran pori, total pori, dan luas permukaan internal, tekstur, dan struktur tanah
Hillel, 1980. Laju aliran ditentukan oleh lebar, kontinuitas, bentuk, dan tortuositas faktor kelok-kelok, merupakan ratio panjang rata-rata saluran pori
terhadap panjang tanah aliran dari saluran, sehingga media yang tersusun dari pori mikro dengan porositas total tinggi memiliki hantaran hidrolik yang lebih
rendah dibanding media yang memiliki porositas lebih rendah tetapi lebih besar ukuran porinya.
Karena porositas tanah bervariasi dalam bentuk, ukuran, dan arah, maka fluks aliran juga sangat bervariasi pada setiap titik. Fluks aliran ini berbeda
dengan aliran air dalam tanah. Aliran air dalam tanah tidak dapat menembus penampang melintang apabila tersumbat oleh partikel. Hal ini disebabkan oleh
tortuositas tanah. Tortuositas ini merupakan parameter geometri media berpori tanpa dimensi, sulit diukur secara tepat, dan selalu lebih besar satu atau bahkan
lebih besar 2 Hillel, 1980.
2.3.2. Pergerakan Air dalam Tanah Tak Jenuh
