Kajian Koefisien Rembesan Saluran Irigasi Dalam Skala Laboratorium Penampang Trapesium (Studi Kasus Pada Tanah Ultisol)
4
TINJAUAN PUSTAKA
Irigasi
Irigasi merupakan bentuk kegiatan penyediaan, pengambilan, pembagian,
pemberian dan penggunaan air untuk pertanian dengan menggunakan satu
kesatuan saluran dan bangunan berupa jaringan irigasi. Dalam cakupan pengertian
pengembangan irigasi berkelanjutan (sustainable irrigation development),
pengertian pertanian harus diartikan bukan hanya pertanian tumbuhan dan
tanaman pangan, tetapi mencakup pertanian ternak dan ikan (perikanan).
Selanjutnya dalam kebutuhan irigasi berkelanjutan yang menempatkan institusi,
lingkungan, social dan ekonomi masyarakat, tampak bahwa kebijakan sebagai
elemen-elemen utama berkelanjutan belum tercakup dalam pengertian baku irigasi
(Pusposutardjo, 2001).
Jaringan irigasi adalah saluran dan bangunan yang merupakan satu
kesatuan dan diperlukan untuk pengaturan air irigasi mulai dari penyediaan,
pengambilan, pembagian dan pengunaannya. Daerah irigasi adalah kesatuan
wilayah yang mendapat air satu jaringan irigasi. Petak irigasi adalah petak tanah
yang memperoleh air irigasi (Pusposutardjo, 2001).
Air irigasi diberikan ke areal pertanaman dengan beberapa cara :
1. Permukaan tanah, dengan penggenangan (flooding) atau alur (furrows)
Pemberian air dengan cara ini memiliki efisiensi yang rendah karena air
pada zona perakaran semakin ke ujung maka air akan semakin sedikit
mengalir.
4
Universitas Sumatera Utara
5
2. Bawah tanah, dalam hal ini permukaan tanah dibasahi sedikit apabila ada
atau dengan pemasangan pipa di bawah tanah. Pemberian air dengan cara
ini memiliki efisiensi yang rendah karena mengakibatkan kondisi
penggaraman dan alkali yang kurang produktif yang ditimbulkan oleh
kapilerasi ke atas aliran air dari permukaan air tanah yang dangkal.
3.
Irigasi curah
Pemberian air dengan cara seperti ini memilki efisiensi yang cukup tinggi
karena air masuk ke zona perakaran secara serentak (bersamaan).
4. Irigasi tetes
Pemberian air dengan cara seperti ini memiliki efisiensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan irigasi curah. Karena pada irigasi tetes air langsung
masuk ke daerah perakaran.
(Hansen, dkk, 1992).
Efisiensi penyaluran air
Efisensi penyaluran air merupakan konsep awal untuk mengevaluasi
kehilangan air, karena saluran sebagai penyalur air dari sumber utama ke areal
pertanian dan kehilangan air bermula dari penyaluran tersebut.
Dumairy (1992) menyatakan efisiensi penyaluran air (Ec) dipengaruhi oleh faktorfaktor :
(1) Kondisi jaringan irigasi, bangunan dan salurannya ; kehilangan air banyak
terjadi pada waktu pengaliran, baik karena penguapan maupun peresapan/
rembesan.
(2) Adanya penyadapan air secara liar oleh petani pada saluran sekunder dan
primer guna dialirkan secara langsung ke petak persawahan.
Universitas Sumatera Utara
6
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Penyaluran Air
Evaporasi
Evoporasi ialah penguapan air atau peristiwa berubahnya air menjadi uap
air dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara.
Berlangsungnya evaporasi sangat dipengaruhi oleh suhu air, suhu udara,
kelembaban, kecepatan angin, tekanan angin, sinar matahari, lebar permukaan dan
panjang saluran. Dalam hal ini, makin lebar dan makin panjang saluran pengairan,
kehilangan
air
pengairan
karena
evaporasi
akan
berlangsung
besar
(Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994 dalam Saragih, 2009).
Panci evaporasi di pergunakan untuk mengukur pengaruh integrasi antara
radiasi, angin, temperatur dan kadar lengas terhadap evaporasi dari suatu
permukaan air yang spesifik. Panas yang tersimpan pada panci bisa cukup besar
dan mungkin mengakibatkan besarnya pada waktu siang dan malam hari hampir
sama.
Dudukan
daripada
panci
dan
lingkungan
disekelilingnya
akan
mempengaruhi hasil daripada pengukuran, terutama apabila panci diletakkan lebih
rendah daripada tanaman yang ada disekitarnya. Selanjutnya besarnya evaporasi
menurut metode panci ini adalah
E = Kp Ep ............................................................................................................. (1)
dimana :
E = evaporasi dari badan air (mm/hari)
Kp = koefisien panci (0,7)
EP = evaporasi dari panci (mm/hari)
(Ginting, 2014)
Universitas Sumatera Utara
7
Permeabilitas
Salah satu sifat tanah yang penting adalah kemampuan untuk mengangkut
air yang mengalir melalui ruang pori yang disebabkan oleh kekuatan tertentu.
Permeabilitas tanah didefinisikan sebagai kecepatan aliran yang disebabkan oleh
suatu satuan gradient. Permeabilitas tidak dipengaruhi oleh gradient, dan ini
adalah titik pandang yang penting dari perbedaan antara permeabilitas dengan
infiltrasi. Istilah permeabilitas juga dipakai untuk menunjukkan aliran melalui
tanah pada setiap arah. Permeabilitas sangat sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat
fisik tanah. Perubahan pada suhu air sedikit mempengaruhi permeabilitas. Dalam
tanah yang jenuh air, permeabilitas bervariasi diantara limit yang luas, mulai
kurang dari 25cm tiap tahun pada tanah liat yang padat sampai dengan beberapa
ribu meter kubik per tahun dalam formasi kerikil. Untuk tanah yang tak jenuh air
kadar kelembaban (moisture contents) adalah salah satu faktor dominant yang
mempengaruhi permeabilitas. Permeabilitas adalah suatu kecepatan yang
mempunyai dimensi fisik panjang dibagi waktu (Susanto, 2006).
Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori
yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur
tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran
pori dan makin kecil koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah
berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang
lebih rendah dari pada tanah ini, koefisien permeabilitas merupakan fungsi dari
angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar
lapisan lebih besar daripada permeabilitas untuk aliran tegak lurus lapisan.
Universitas Sumatera Utara
8
Permeabilitas lempung yang bercelah (fissured) lebih besar daripada lempung
yang tidak bercelah (unfissured) (Craig, 1987).
Perkolasi
Menurut Sumarto (1995) perkolasi adalah gerakan air kebawah zona tidak
jenuh, yang terletak diantara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah
(Zona Jenuh). Daya perkolasi adalah laju perkolasi maksimum yang
dimungkinkan yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak
jenuh yang terletak diantara permukaan tanah dengan permukaan air tanah.
Kapasitas perkolasi adalah kapasitas perkolasi maksimum, karena
pergerakan air yang memasuki lapisan permukaan ini mengarah ke bawah, maka
kapasitas perkolasi ditentukan oleh kondisi tanah dibawah permukaan pada
Aeration Zone atau Unsaturated Zone (diantara permukaan tanah dan muka air
tanah). Perkolasi tidak akan terjadi lagi, apabila Unsaturated Zone mencapai
kapasitas lapang (field capacity) (Martha dan Adidarma, 1983).
Laju perkolasi dapat diklasifikasikan oleh U.S. Soil Conseravation Service
seperti dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Laju Perkolasi pada berbagai jenis aliran
Jenis
Aliran Sedang
Aliran Lunak
Aliran Cukup lambat
Aliran Lambat
Aliran Sangat lambat
(Kohnke, 1968).
Laju perkolasi
In./hr
>6,3
2,0 – 6,3
0,63 – 2,0
0,20 – 0,63
0,05 – 0,20
< 0,05
mm/hr
>160
50 – 160
16 – 50
5,0 – 16
1,25 – 5,0
< 1,25
Universitas Sumatera Utara
9
Rembesan
Menurut Hansen, dkk (1992). Rembesan air saluran irigasi merupakan
persoalan yang serius. Bukan haya kehilangan air, melainkan juga persoalan
drainase adalah kerap kali membebani daerah sekitarnya atau daerah yang lebih
rendah. Kadang-kadang air merembes keluar dari saluran masuk kembali ke
sungai yang di lembah, dimana air ini dapat diarahkan kembali, atau masuk ke
suatu aquifer yang dipakai lagi. Metode yang sangat umum yang digunakan dalam
mengukur rembesan adalah metode inflow-outflow yang terdiri dari pengukuran
aliran yang masuk dan aliran yang keluar dari suatu penampang saluran yang
dipilihnya. Ketelitian cara ini meningkat denganperbedaan antara hasil banyaknya
aliran masuk dan aliran keluar.
Rembesan terjadi akibat dari perbedaan potensial energi. Konsep ini sama
dengan konsep aliran air di dalam pipa pada mekanika fluida. Hukum Darcy
menyatakan bahwa kecepatan rembesan dalam tanah sebanding dengan gradien
hidrolik. Adapun sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan dapat di
lihat dari Gambar 1.
Gambar 1. Sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan
k=
q1d
.................................................................................................................... (2)
HA
Universitas Sumatera Utara
10
dimana :
q1 = debit aliran pada dasar saluran (m3/hari)
A = luas penampang melintang dasar saluran (m2)
k = koefisien rembesan dasar saluran (m/hari)
d = tebal dasar saluran (m)
H = tinggi hidrolik (m)
(Wesley, 2012)
Gambar 2. Penentuan garis rembesan pada bendungan
Jika air mengalir melalui sebuah dam atau tanggul yang dibuat dari tanah
yang homogen, di daerah dekat ujung kaki tanggul (~ℎ/3) partikel-partikel tanah
dapat tarik menjauh dari gaya rembesan dan akan didapatkan erosi. Berdasarkan
asumsi bahwa kemiringan bendung untuk aliran dalam perbandingan 1:1
(Canonica, 1991)
Hukum Darcy menyatakan jarak dari bendung yang diasumsikan bahwa
debit aliran pada saluran menjadi (h +e)/2, Sehingga nilai e dengan q maksimum
dapat dihitung berdasarkan perkiraan h/3 dari kemiringan 1:1, maka dapat
disubsitusiksan h/3 dari rumus e yang ditulis :
Universitas Sumatera Utara
11
K=
9� 2 �
4 ℎ2
............................................................................................. (3)
untuk mengitung panjang aliran (L) dapat ditulis :
L = (2 Z + h –e/2) cot � + W + 0.3 M
dimana :
q2 = debit aliran per unit panjang (m3/hari)
K = koefisien rembesan dari bendung (m/hari)
L = panjang aliran (m)`
W = lebar atas bendungan (m)
M = lebar alas segitiga dari tepi hilir bendung dan hulu bendungan (m)
Z = tinggi jagaan bendung (m)
� = Sudut kemiringan bendung ( 0 )
(Schwab, dkk., 1955).
Beberapa nilai koefisien rembesan pada beberapa jenis tanah dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Koefisien rembesan untuk beberapa jenis tanah
Koefisien Rembesan
Uraian
Bahan
(m/detik)
Dapat
dikeringkan
Kerikil
≥ 0,01
-2
-3
dengan
pemompaan,
Pasir kasar
10 sampai 10
yaitu, air akan keluar
Pasir sedang
10-3 sampai 10-4
dari rongga karena
Pasir halus
10-5 sampai 10-6
gravitasi.
-6
-7
Lanau
10 sampai 10
Air
tidak
dapat
mengalir
keluar
dari
Lempung kelanauan
10-7 sampai 10-9
rongga karena gravitasi
Hampir tidak dapat
-8
-11
Lempung
10 sampai 10
dirembes air
(Wesley, 2012).
Universitas Sumatera Utara
12
Faktor-faktor yang mempengaruhi rembesan
Menurut Hirijanto dkk (2013) kehilangan air pada petak sawah yang
terbesar terjadinya adalah melalui rembesan yang dipengaruhi oleh beberapa hal
antara lain :
1. Tinggi air tergenang, semakin tinggi air tergenang semakin tinggi pula
rembesannya.
2. Keadaan pematang sawah yang meliputi pori-pori dan lubang pada
galengan serta padat atau gemburnya tanahyang membentuk galengan
tersebut.
3. Tebal tipisnya galengan, semakin tebal galengan maka rembesan yang
terjadi semakin kecil
Tekstur tanah
Menurut Islami dan Utomo (1995) Tekstur tanah merupakan salah satu
sifat tanah yang sangat menentukan kemampuan tanah untuk menunjang
pertumbuhan tanaman. Tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah
menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman.
Tekstur tanah meliputi:
1. Tanah berpasir, yaitu tanah dengan kandungan pasir >70% porositasnya
rendah (35%. Porositas relatif
lebih tinggi (60%), tetapi sebagian besar merupakan pori berukuran kecil.
Universitas Sumatera Utara
13
Akibatnya, daya hantar air sangat lambat, dan sirkulasi udara kurang
lancer. Kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi. Air yang ada
diserap dengan energy yang tinggi, sehingga sulit dilepaskan terutama bila
kering, sehingga juga kurang tersedia untuk tanaman. Tanah liat disebut
juga tanah berat karena sulit diolah.
3. Tanah berlempung, merupakan dengan proporsi pasir, debu dan liat
sedemikian rupa sehingga sifatnya berbeda-beda diantara tanah berpasir
dan berliat. Jadi aerasi dan tata udara serta air cukup baik, kemampuan
menyimpan dan menyediakan air untuk tanaman tinggi.
Tekstur tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah pada perabaan
pertanahan dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Dalam hal fraksi
lempung lebih dominan dibandingkan dengan fraksi debu dan pasir, tanah
dikatakan bertekstur halus atau lempungan. Oleh karena tanah bertekstur halus
sering bersifat berat diolah kerna sangat liat dan lekat sewaktu basah dan keras
sewaktu kering, tanah yang lebih dominan lempung juga disebut bertekstur berat.
Sebaliknya, tanah yang dirajai fraksi pasir disebut kasar, pasiran, atau ringan
(mudah diolah, karenalonggar dan gembur) (Notohadiprawiro, 1998).
`
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 3. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA
Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa merupakan berat persatuan volume tanah, biasanya
ditetapkan sebagai gr/cm3. Menurut Islami dan Utomo (1995), bobot volume
tanah “bulk density” yaitu nisbah antara massa padatan tanah dalam keadaan
kering dengan volume total tanah.
Bd =
Mp
Vt
................................................................................................(4)
dimana :
B� = kerapatan massa (bulk density) (g/cm3)
Mp = Massa padatan tanah (g)
Vt = Volume total tanah (cm3)
(Hakim dkk, 1986)
Tanah-tanah yang tersusun dari partikel yang halus dan tersusun secara
tidak teratur, mempunyai struktur yang baik, ruang porinya tinggi sehingga bobot
volumenya rendah (sekitar 1,2 g/cm3). Tanah yang baru berkembang mengandung
Universitas Sumatera Utara
15
bahan organik tinggi karena kepadatan jenis bahan organik rendah, maka bobot
volume tanah atau kerapatan massa tanah rendah, mempunyai bobot volume
kurang dari 1,0 g/cm3 (Islami dan Utomo, 1995).
Kerapatan massa lapisan olah berstruktur halus biasanya berkisar antara
1,0 g/cm3-1,3 g/cm3. Sedangkan jika tekstur tanah itu kasar, maka kisaran itu
selalu diantara 1,3 g/cm3-1,8 g/cm3. Semakin berkembang struktur tanah lapisan
olah yang bertekstur biasanya memiliki nilai kerapatan massa yang rendah
dibandingkan pada tanah-tanah berpasir (Hakim, dkk., 1986).
Kerapatan partikel tanah
Kerapatan partikel merupakan perbandingan antara massa tanah kering
(padatan) dengan volumenya (volume padatan).
�� =
��
dimana:
��
...........................................................................................................(5)
P� = Kerapatan partikel tanah (g/cm3)
Mp = Massa padatan tanah (g)
Vp = Volume padatan tanah (cm3)
Kerapatan partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. Kerapatan partikel untuk tanah-tanah mineral
berkisar antara 2,6 g/cm3 sampai 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3,
sedang kerapatan partikel tanah organik berkisar 1,30 g/cm3 sampai 1,50 g/cm3
(Pandutama, dkk., 2003).
Universitas Sumatera Utara
16
Porositas
Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat
dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga
merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang poreus berarti
tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara masukkeluar tanah secara leluasa, sebaliknya jika tanah tidak poreus. Porositas dapat
ditentukan melalui dua cara, yaitu:
1. Selisih bobot tanah jenuh dengan bobot tanah kering oven, misalnya bobt
tanah jenuh = 100 gram/ ��3 dan bobot tanah kering oven= 50 gram/ ��3 ,
maka berarti runag pori total tanah = 100% x (100-50) = 50 %, atau
2. Nisbah BI : BP adalah ukuran volume tanah yang ditempati bahan padat,
misalnya tanah mempunyai BI = 1,3 gram/ ��3 dan BP = 2,6 gram/ ��3 ,
maka proporsi bahan padat tanah = (1,3 : 2,6) x 100% = 50% dan ruang pori
total = 100%-50% = 50%.
(Hanafiah, 2005).
Untuk menghitung persentase ruang pori (θ) yaitu dengan membandingkan
nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel dengan persamaan:
B
θ = �1- d� ×100% .......................................................................................(6)
P
d
dimana: θ = porositas (%)
Bd = Kerapatan massa (g/cm3)
Pd = Kerapatan partikel (g/cm3)(Hansen, dkk, 1992).
Universitas Sumatera Utara
17
Kandungan Bahan Organik Tanah
Menurut Yulipriyanto (2010) Bahan organik adalah cadangan nitrogen
yang penting, dapat memperbaiki persediaan fospor dan sulfur tanah, melindungi
tanah dari erosi, menyediakan subtansi semacam semen untuk pembentukan
agregat tanah yang diinginkan, dan memperbaiki aerasi dan pergerakan air. Agar
fungsi bahan organik menjadi maksimal, maka bahan organik harus siap
didekomposisi dan secara terus menerus dicampur dengan residu-residu organik
yang masih segar. Bahan organik tanah terdiri dari fraksi-fraksi yang berbeda.
Pertama, sisa-sisa tanaman yang melapuk sebagian umumnya dalam bentuk
partikel tidak dapat dikenali sebagai bahan tanaman. Kedua, mikroorganisme dan
mikroflora yang terlibat dalam dekomposisi. Ketiga produk pertumbuhan dan
dekomposisi mikrooganisme. Keempat adalah humus. Kelima adalah bagian atas
tanah.
Keuntungan dari adanya bahan organik pada tanah adalah mengurangi
kerapatan massa pada tanah sehinnga melarutkan mineral tanah. Kerapatan massa
yang rendah biasanya berhubungan dengan naiknya porositas dikarenakan oleh
adanya fraksi-fraksi organik dan anorganik pada tanah. Bahan organik dapat
menahan air lebih besar dibandingkan beratnya sendiri. Bahan organik merupakan
penyumbang nitrogen dan fosfat apabila tanah tidak diberikan pupuk
(Yulipriyanto, 2010).
Penetapan bahan organik di laboratorium dapat dilakukan dengan metode
Pembakaran, metode Walkley & Black, dan metode Colorimetri (Walkley &Black
Modifikasi). Prinsip Metode Walkley & Black adalah C-organik dihancurkan oleh
oksidasi Kalium bikromat yang berlebih akibat penambahan asam sulfat.
Universitas Sumatera Utara
18
Kelebihan kromat yang tidak direduksi oleh C-organik tanah kemudian ditetapkan
dengan jalan titrasi dengan larutan ferro. Dan untuk menghitung kandungan bahan
organik tanah dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Bahan organik = % C Organik x 1,724
(Mukhlis, 2007).
Geometri Saluran
Unsur-unsur geometrik adalah sifat-sifat suatu penampang saluran yang
dapat diuraikan seluruhnya berdasarkan geometri penampang dan kedalaman
aliran. Penampang saluran buatan biasanya dirancang berdasarkan bentuk
geometris yang umum. Bentuk yang paling umum dipakai untuk saluran
berdinding tanah yang tidak dilapisi adalah bentuk trapesium. Berikut ini unsur
geometris saluran penampang trapesium yaitu :
Gamabar 4. Unsur geometris penampang saluran berbentuk trapesium
A = (b + zy ) y
T = b + 2zy
Z =
Dimana :
A
A1,5 [(b+zy)y]1,5
=
.................................................................. (7)
√T
�b+2zy
= luas penampang melintang (m2)
Universitas Sumatera Utara
19
T
= lebar puncak (m)
Z
= faktor penampang
b
= lebar dasar (m)
y
= tinggi air/tinggi saluran (m)
z
= kemiringan talut
w
= tinggi jagaan (m)
(Chow dalam Wulandari, 2015)
Tanah Ultisol
Tanah ultisol merupakan tanah yang memiliki horizon argilik dengan
kejenuhan basa rendah (< 35%) yang menurun sesuai dengan kedalaman tanah.
Tanah yang sudah berkembang lanjut di bentangan lahan yang tua. Jenis tanah
yang ekuivalen dengan jenis tanah ini adalah tanah laterik coklat-kemerahan dan
tanah podsolik merah-kuning (Hanafiah, 2005).
Tanah ultisol sering diidentikkan dengan tanah yang tidak subur, tetapi
sesungguhnya bisa dimanfaatkan untuk lahan pertanian potensial, asalkan
dilakukan pengelolaan yang memperhatikan kendala (constrain) yang ada pada
ultisol ternyata dapat merupakan lahan potensial apabila iklimnya nendukung.
Tanah ultisol memiliki tingkat kemasaman sekitar 5,5 (Foth, 1984).
Tanah Ultisol masih sedikit yang disawahkan, karena berada di daerah
yang kekurangan air. Podsolik terutama tersebar di Banten, Lampung, Sumatera
Selatan, Sumatera Barat, Sumatera Timur, Sumatera Utara, Aceh dan Sulawesi
Selatan, bahan tanah berasal dari tufa masam atau endapan tersier dan luasnya
sekitar ± 300 ha. Pada tanah ini profil tanah sawah tidak menunjukkan karatan Mn
yang jelas dan tidak terbentuk lapisan tapak bajak, terutama pada podsolik yang
Universitas Sumatera Utara
20
bertekstur berpasir, pada podsolik yang bertekstur lebih halus akan terbentuk
bercak-bercak karatan besi dan mangan serta gejala glei. Produksi padi yang
dihasilkan rata-rata ± 3,5 Ton/ha (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Sifat kimia dan fisika tanah Ultisol secara spesifik lebih ditentukan oleh
bahan induk pembentuknya. Diantara grup tanah Ultisol, hapludults memiliki
sebaran terluas di Indonesia. Hapludults yang terbentuk dari batuan induk sedimen
memiliki kandungan hara yang rendah. Rendahnya kandungan hara tersebut
dikarenakan batuan induk sedimen telah mengalami pelapukan dan pencucian
berulang, yaitu pada saat pembentukan batuan sedimen dan saat pembentukan
tanah. Ketersediaan unsur hara P bagi tanaman menjadi unsur pembatas
pertumbuhan
tanaman
pada
hapludults
dari
batuan
induk
sedimen
(Wahyuningsih, 2012).
Karakteristik tanah ultisol (USDA) adalah tanah jenis tropis dan subtropis
yang memiliki iklim monsoon dan sangat lapuk. Tanah ini memiliki warna merah,
coklat, dan kuning kecoklatan (Horizon B) dengan kejenuhan kurang dari 50%.
Biasaya tanah ini memiliki ocrhid/umbric horizon A dan satu atau lebih dari
kadar bahan organik di horizon B, ada kandungan besi dan kandungan air. Pada
umumnya tanah ini memiliki kesuburan yang rendah karena dua unsur hara makro
dan mikro sering ditambahi dengan aluminium. Penambahan unsur hara sangat
berguna tetapi membutuhkan biaya yang mahal. Tanah ini sulit tererosi jika
digunakan untuk budidaya penggaruan. Maka dari itu cocok untuk hutan dan
tanah berumput (Fitzpatrick, 1986).
Penelitian tentang kajian koefisien rembesan saluran irigasi penampang
trapesium dalam skala laboratorium telah dilakukan oleh Wulandari (2015)
Universitas Sumatera Utara
21
dengan menggunakan metode percobaan permeabilitas dengan tinggi/teganggan
tetap (Constant head permeability test). Menurut Soedarmo dan Purnomo (1993)
yang menyatakan bahwa untuk menentukan nilai koefisien permeabilitas dalam
skala laboratorium dapat ditentukan dengan metode sebagai berikut : a. Percobaan
permeabilitas dengan tinggi/tegangan tetap (Constant head permeability test) b.
Percobaan
permeabilitas
dengan
tinggi/tegangan
tidak
tetap/
menurun (Falling head permeability test).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Irigasi
Irigasi merupakan bentuk kegiatan penyediaan, pengambilan, pembagian,
pemberian dan penggunaan air untuk pertanian dengan menggunakan satu
kesatuan saluran dan bangunan berupa jaringan irigasi. Dalam cakupan pengertian
pengembangan irigasi berkelanjutan (sustainable irrigation development),
pengertian pertanian harus diartikan bukan hanya pertanian tumbuhan dan
tanaman pangan, tetapi mencakup pertanian ternak dan ikan (perikanan).
Selanjutnya dalam kebutuhan irigasi berkelanjutan yang menempatkan institusi,
lingkungan, social dan ekonomi masyarakat, tampak bahwa kebijakan sebagai
elemen-elemen utama berkelanjutan belum tercakup dalam pengertian baku irigasi
(Pusposutardjo, 2001).
Jaringan irigasi adalah saluran dan bangunan yang merupakan satu
kesatuan dan diperlukan untuk pengaturan air irigasi mulai dari penyediaan,
pengambilan, pembagian dan pengunaannya. Daerah irigasi adalah kesatuan
wilayah yang mendapat air satu jaringan irigasi. Petak irigasi adalah petak tanah
yang memperoleh air irigasi (Pusposutardjo, 2001).
Air irigasi diberikan ke areal pertanaman dengan beberapa cara :
1. Permukaan tanah, dengan penggenangan (flooding) atau alur (furrows)
Pemberian air dengan cara ini memiliki efisiensi yang rendah karena air
pada zona perakaran semakin ke ujung maka air akan semakin sedikit
mengalir.
4
Universitas Sumatera Utara
5
2. Bawah tanah, dalam hal ini permukaan tanah dibasahi sedikit apabila ada
atau dengan pemasangan pipa di bawah tanah. Pemberian air dengan cara
ini memiliki efisiensi yang rendah karena mengakibatkan kondisi
penggaraman dan alkali yang kurang produktif yang ditimbulkan oleh
kapilerasi ke atas aliran air dari permukaan air tanah yang dangkal.
3.
Irigasi curah
Pemberian air dengan cara seperti ini memilki efisiensi yang cukup tinggi
karena air masuk ke zona perakaran secara serentak (bersamaan).
4. Irigasi tetes
Pemberian air dengan cara seperti ini memiliki efisiensi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan irigasi curah. Karena pada irigasi tetes air langsung
masuk ke daerah perakaran.
(Hansen, dkk, 1992).
Efisiensi penyaluran air
Efisensi penyaluran air merupakan konsep awal untuk mengevaluasi
kehilangan air, karena saluran sebagai penyalur air dari sumber utama ke areal
pertanian dan kehilangan air bermula dari penyaluran tersebut.
Dumairy (1992) menyatakan efisiensi penyaluran air (Ec) dipengaruhi oleh faktorfaktor :
(1) Kondisi jaringan irigasi, bangunan dan salurannya ; kehilangan air banyak
terjadi pada waktu pengaliran, baik karena penguapan maupun peresapan/
rembesan.
(2) Adanya penyadapan air secara liar oleh petani pada saluran sekunder dan
primer guna dialirkan secara langsung ke petak persawahan.
Universitas Sumatera Utara
6
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Penyaluran Air
Evaporasi
Evoporasi ialah penguapan air atau peristiwa berubahnya air menjadi uap
air dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara.
Berlangsungnya evaporasi sangat dipengaruhi oleh suhu air, suhu udara,
kelembaban, kecepatan angin, tekanan angin, sinar matahari, lebar permukaan dan
panjang saluran. Dalam hal ini, makin lebar dan makin panjang saluran pengairan,
kehilangan
air
pengairan
karena
evaporasi
akan
berlangsung
besar
(Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994 dalam Saragih, 2009).
Panci evaporasi di pergunakan untuk mengukur pengaruh integrasi antara
radiasi, angin, temperatur dan kadar lengas terhadap evaporasi dari suatu
permukaan air yang spesifik. Panas yang tersimpan pada panci bisa cukup besar
dan mungkin mengakibatkan besarnya pada waktu siang dan malam hari hampir
sama.
Dudukan
daripada
panci
dan
lingkungan
disekelilingnya
akan
mempengaruhi hasil daripada pengukuran, terutama apabila panci diletakkan lebih
rendah daripada tanaman yang ada disekitarnya. Selanjutnya besarnya evaporasi
menurut metode panci ini adalah
E = Kp Ep ............................................................................................................. (1)
dimana :
E = evaporasi dari badan air (mm/hari)
Kp = koefisien panci (0,7)
EP = evaporasi dari panci (mm/hari)
(Ginting, 2014)
Universitas Sumatera Utara
7
Permeabilitas
Salah satu sifat tanah yang penting adalah kemampuan untuk mengangkut
air yang mengalir melalui ruang pori yang disebabkan oleh kekuatan tertentu.
Permeabilitas tanah didefinisikan sebagai kecepatan aliran yang disebabkan oleh
suatu satuan gradient. Permeabilitas tidak dipengaruhi oleh gradient, dan ini
adalah titik pandang yang penting dari perbedaan antara permeabilitas dengan
infiltrasi. Istilah permeabilitas juga dipakai untuk menunjukkan aliran melalui
tanah pada setiap arah. Permeabilitas sangat sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat
fisik tanah. Perubahan pada suhu air sedikit mempengaruhi permeabilitas. Dalam
tanah yang jenuh air, permeabilitas bervariasi diantara limit yang luas, mulai
kurang dari 25cm tiap tahun pada tanah liat yang padat sampai dengan beberapa
ribu meter kubik per tahun dalam formasi kerikil. Untuk tanah yang tak jenuh air
kadar kelembaban (moisture contents) adalah salah satu faktor dominant yang
mempengaruhi permeabilitas. Permeabilitas adalah suatu kecepatan yang
mempunyai dimensi fisik panjang dibagi waktu (Susanto, 2006).
Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori
yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur
tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran
pori dan makin kecil koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah
berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang
lebih rendah dari pada tanah ini, koefisien permeabilitas merupakan fungsi dari
angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar
lapisan lebih besar daripada permeabilitas untuk aliran tegak lurus lapisan.
Universitas Sumatera Utara
8
Permeabilitas lempung yang bercelah (fissured) lebih besar daripada lempung
yang tidak bercelah (unfissured) (Craig, 1987).
Perkolasi
Menurut Sumarto (1995) perkolasi adalah gerakan air kebawah zona tidak
jenuh, yang terletak diantara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah
(Zona Jenuh). Daya perkolasi adalah laju perkolasi maksimum yang
dimungkinkan yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak
jenuh yang terletak diantara permukaan tanah dengan permukaan air tanah.
Kapasitas perkolasi adalah kapasitas perkolasi maksimum, karena
pergerakan air yang memasuki lapisan permukaan ini mengarah ke bawah, maka
kapasitas perkolasi ditentukan oleh kondisi tanah dibawah permukaan pada
Aeration Zone atau Unsaturated Zone (diantara permukaan tanah dan muka air
tanah). Perkolasi tidak akan terjadi lagi, apabila Unsaturated Zone mencapai
kapasitas lapang (field capacity) (Martha dan Adidarma, 1983).
Laju perkolasi dapat diklasifikasikan oleh U.S. Soil Conseravation Service
seperti dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Laju Perkolasi pada berbagai jenis aliran
Jenis
Aliran Sedang
Aliran Lunak
Aliran Cukup lambat
Aliran Lambat
Aliran Sangat lambat
(Kohnke, 1968).
Laju perkolasi
In./hr
>6,3
2,0 – 6,3
0,63 – 2,0
0,20 – 0,63
0,05 – 0,20
< 0,05
mm/hr
>160
50 – 160
16 – 50
5,0 – 16
1,25 – 5,0
< 1,25
Universitas Sumatera Utara
9
Rembesan
Menurut Hansen, dkk (1992). Rembesan air saluran irigasi merupakan
persoalan yang serius. Bukan haya kehilangan air, melainkan juga persoalan
drainase adalah kerap kali membebani daerah sekitarnya atau daerah yang lebih
rendah. Kadang-kadang air merembes keluar dari saluran masuk kembali ke
sungai yang di lembah, dimana air ini dapat diarahkan kembali, atau masuk ke
suatu aquifer yang dipakai lagi. Metode yang sangat umum yang digunakan dalam
mengukur rembesan adalah metode inflow-outflow yang terdiri dari pengukuran
aliran yang masuk dan aliran yang keluar dari suatu penampang saluran yang
dipilihnya. Ketelitian cara ini meningkat denganperbedaan antara hasil banyaknya
aliran masuk dan aliran keluar.
Rembesan terjadi akibat dari perbedaan potensial energi. Konsep ini sama
dengan konsep aliran air di dalam pipa pada mekanika fluida. Hukum Darcy
menyatakan bahwa kecepatan rembesan dalam tanah sebanding dengan gradien
hidrolik. Adapun sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan dapat di
lihat dari Gambar 1.
Gambar 1. Sketsa penampang melintang saluran irigasi bendungan
k=
q1d
.................................................................................................................... (2)
HA
Universitas Sumatera Utara
10
dimana :
q1 = debit aliran pada dasar saluran (m3/hari)
A = luas penampang melintang dasar saluran (m2)
k = koefisien rembesan dasar saluran (m/hari)
d = tebal dasar saluran (m)
H = tinggi hidrolik (m)
(Wesley, 2012)
Gambar 2. Penentuan garis rembesan pada bendungan
Jika air mengalir melalui sebuah dam atau tanggul yang dibuat dari tanah
yang homogen, di daerah dekat ujung kaki tanggul (~ℎ/3) partikel-partikel tanah
dapat tarik menjauh dari gaya rembesan dan akan didapatkan erosi. Berdasarkan
asumsi bahwa kemiringan bendung untuk aliran dalam perbandingan 1:1
(Canonica, 1991)
Hukum Darcy menyatakan jarak dari bendung yang diasumsikan bahwa
debit aliran pada saluran menjadi (h +e)/2, Sehingga nilai e dengan q maksimum
dapat dihitung berdasarkan perkiraan h/3 dari kemiringan 1:1, maka dapat
disubsitusiksan h/3 dari rumus e yang ditulis :
Universitas Sumatera Utara
11
K=
9� 2 �
4 ℎ2
............................................................................................. (3)
untuk mengitung panjang aliran (L) dapat ditulis :
L = (2 Z + h –e/2) cot � + W + 0.3 M
dimana :
q2 = debit aliran per unit panjang (m3/hari)
K = koefisien rembesan dari bendung (m/hari)
L = panjang aliran (m)`
W = lebar atas bendungan (m)
M = lebar alas segitiga dari tepi hilir bendung dan hulu bendungan (m)
Z = tinggi jagaan bendung (m)
� = Sudut kemiringan bendung ( 0 )
(Schwab, dkk., 1955).
Beberapa nilai koefisien rembesan pada beberapa jenis tanah dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Koefisien rembesan untuk beberapa jenis tanah
Koefisien Rembesan
Uraian
Bahan
(m/detik)
Dapat
dikeringkan
Kerikil
≥ 0,01
-2
-3
dengan
pemompaan,
Pasir kasar
10 sampai 10
yaitu, air akan keluar
Pasir sedang
10-3 sampai 10-4
dari rongga karena
Pasir halus
10-5 sampai 10-6
gravitasi.
-6
-7
Lanau
10 sampai 10
Air
tidak
dapat
mengalir
keluar
dari
Lempung kelanauan
10-7 sampai 10-9
rongga karena gravitasi
Hampir tidak dapat
-8
-11
Lempung
10 sampai 10
dirembes air
(Wesley, 2012).
Universitas Sumatera Utara
12
Faktor-faktor yang mempengaruhi rembesan
Menurut Hirijanto dkk (2013) kehilangan air pada petak sawah yang
terbesar terjadinya adalah melalui rembesan yang dipengaruhi oleh beberapa hal
antara lain :
1. Tinggi air tergenang, semakin tinggi air tergenang semakin tinggi pula
rembesannya.
2. Keadaan pematang sawah yang meliputi pori-pori dan lubang pada
galengan serta padat atau gemburnya tanahyang membentuk galengan
tersebut.
3. Tebal tipisnya galengan, semakin tebal galengan maka rembesan yang
terjadi semakin kecil
Tekstur tanah
Menurut Islami dan Utomo (1995) Tekstur tanah merupakan salah satu
sifat tanah yang sangat menentukan kemampuan tanah untuk menunjang
pertumbuhan tanaman. Tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah
menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman.
Tekstur tanah meliputi:
1. Tanah berpasir, yaitu tanah dengan kandungan pasir >70% porositasnya
rendah (35%. Porositas relatif
lebih tinggi (60%), tetapi sebagian besar merupakan pori berukuran kecil.
Universitas Sumatera Utara
13
Akibatnya, daya hantar air sangat lambat, dan sirkulasi udara kurang
lancer. Kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi. Air yang ada
diserap dengan energy yang tinggi, sehingga sulit dilepaskan terutama bila
kering, sehingga juga kurang tersedia untuk tanaman. Tanah liat disebut
juga tanah berat karena sulit diolah.
3. Tanah berlempung, merupakan dengan proporsi pasir, debu dan liat
sedemikian rupa sehingga sifatnya berbeda-beda diantara tanah berpasir
dan berliat. Jadi aerasi dan tata udara serta air cukup baik, kemampuan
menyimpan dan menyediakan air untuk tanaman tinggi.
Tekstur tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah pada perabaan
pertanahan dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Dalam hal fraksi
lempung lebih dominan dibandingkan dengan fraksi debu dan pasir, tanah
dikatakan bertekstur halus atau lempungan. Oleh karena tanah bertekstur halus
sering bersifat berat diolah kerna sangat liat dan lekat sewaktu basah dan keras
sewaktu kering, tanah yang lebih dominan lempung juga disebut bertekstur berat.
Sebaliknya, tanah yang dirajai fraksi pasir disebut kasar, pasiran, atau ringan
(mudah diolah, karenalonggar dan gembur) (Notohadiprawiro, 1998).
`
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 3. Diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA
Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa merupakan berat persatuan volume tanah, biasanya
ditetapkan sebagai gr/cm3. Menurut Islami dan Utomo (1995), bobot volume
tanah “bulk density” yaitu nisbah antara massa padatan tanah dalam keadaan
kering dengan volume total tanah.
Bd =
Mp
Vt
................................................................................................(4)
dimana :
B� = kerapatan massa (bulk density) (g/cm3)
Mp = Massa padatan tanah (g)
Vt = Volume total tanah (cm3)
(Hakim dkk, 1986)
Tanah-tanah yang tersusun dari partikel yang halus dan tersusun secara
tidak teratur, mempunyai struktur yang baik, ruang porinya tinggi sehingga bobot
volumenya rendah (sekitar 1,2 g/cm3). Tanah yang baru berkembang mengandung
Universitas Sumatera Utara
15
bahan organik tinggi karena kepadatan jenis bahan organik rendah, maka bobot
volume tanah atau kerapatan massa tanah rendah, mempunyai bobot volume
kurang dari 1,0 g/cm3 (Islami dan Utomo, 1995).
Kerapatan massa lapisan olah berstruktur halus biasanya berkisar antara
1,0 g/cm3-1,3 g/cm3. Sedangkan jika tekstur tanah itu kasar, maka kisaran itu
selalu diantara 1,3 g/cm3-1,8 g/cm3. Semakin berkembang struktur tanah lapisan
olah yang bertekstur biasanya memiliki nilai kerapatan massa yang rendah
dibandingkan pada tanah-tanah berpasir (Hakim, dkk., 1986).
Kerapatan partikel tanah
Kerapatan partikel merupakan perbandingan antara massa tanah kering
(padatan) dengan volumenya (volume padatan).
�� =
��
dimana:
��
...........................................................................................................(5)
P� = Kerapatan partikel tanah (g/cm3)
Mp = Massa padatan tanah (g)
Vp = Volume padatan tanah (cm3)
Kerapatan partikel merupakan fungsi perbandingan antara komponen
bahan mineral dan bahan organik. Kerapatan partikel untuk tanah-tanah mineral
berkisar antara 2,6 g/cm3 sampai 2,7 g/cm3, dengan nilai rata-rata 2,65 g/cm3,
sedang kerapatan partikel tanah organik berkisar 1,30 g/cm3 sampai 1,50 g/cm3
(Pandutama, dkk., 2003).
Universitas Sumatera Utara
16
Porositas
Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat
dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga
merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang poreus berarti
tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara masukkeluar tanah secara leluasa, sebaliknya jika tanah tidak poreus. Porositas dapat
ditentukan melalui dua cara, yaitu:
1. Selisih bobot tanah jenuh dengan bobot tanah kering oven, misalnya bobt
tanah jenuh = 100 gram/ ��3 dan bobot tanah kering oven= 50 gram/ ��3 ,
maka berarti runag pori total tanah = 100% x (100-50) = 50 %, atau
2. Nisbah BI : BP adalah ukuran volume tanah yang ditempati bahan padat,
misalnya tanah mempunyai BI = 1,3 gram/ ��3 dan BP = 2,6 gram/ ��3 ,
maka proporsi bahan padat tanah = (1,3 : 2,6) x 100% = 50% dan ruang pori
total = 100%-50% = 50%.
(Hanafiah, 2005).
Untuk menghitung persentase ruang pori (θ) yaitu dengan membandingkan
nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel dengan persamaan:
B
θ = �1- d� ×100% .......................................................................................(6)
P
d
dimana: θ = porositas (%)
Bd = Kerapatan massa (g/cm3)
Pd = Kerapatan partikel (g/cm3)(Hansen, dkk, 1992).
Universitas Sumatera Utara
17
Kandungan Bahan Organik Tanah
Menurut Yulipriyanto (2010) Bahan organik adalah cadangan nitrogen
yang penting, dapat memperbaiki persediaan fospor dan sulfur tanah, melindungi
tanah dari erosi, menyediakan subtansi semacam semen untuk pembentukan
agregat tanah yang diinginkan, dan memperbaiki aerasi dan pergerakan air. Agar
fungsi bahan organik menjadi maksimal, maka bahan organik harus siap
didekomposisi dan secara terus menerus dicampur dengan residu-residu organik
yang masih segar. Bahan organik tanah terdiri dari fraksi-fraksi yang berbeda.
Pertama, sisa-sisa tanaman yang melapuk sebagian umumnya dalam bentuk
partikel tidak dapat dikenali sebagai bahan tanaman. Kedua, mikroorganisme dan
mikroflora yang terlibat dalam dekomposisi. Ketiga produk pertumbuhan dan
dekomposisi mikrooganisme. Keempat adalah humus. Kelima adalah bagian atas
tanah.
Keuntungan dari adanya bahan organik pada tanah adalah mengurangi
kerapatan massa pada tanah sehinnga melarutkan mineral tanah. Kerapatan massa
yang rendah biasanya berhubungan dengan naiknya porositas dikarenakan oleh
adanya fraksi-fraksi organik dan anorganik pada tanah. Bahan organik dapat
menahan air lebih besar dibandingkan beratnya sendiri. Bahan organik merupakan
penyumbang nitrogen dan fosfat apabila tanah tidak diberikan pupuk
(Yulipriyanto, 2010).
Penetapan bahan organik di laboratorium dapat dilakukan dengan metode
Pembakaran, metode Walkley & Black, dan metode Colorimetri (Walkley &Black
Modifikasi). Prinsip Metode Walkley & Black adalah C-organik dihancurkan oleh
oksidasi Kalium bikromat yang berlebih akibat penambahan asam sulfat.
Universitas Sumatera Utara
18
Kelebihan kromat yang tidak direduksi oleh C-organik tanah kemudian ditetapkan
dengan jalan titrasi dengan larutan ferro. Dan untuk menghitung kandungan bahan
organik tanah dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Bahan organik = % C Organik x 1,724
(Mukhlis, 2007).
Geometri Saluran
Unsur-unsur geometrik adalah sifat-sifat suatu penampang saluran yang
dapat diuraikan seluruhnya berdasarkan geometri penampang dan kedalaman
aliran. Penampang saluran buatan biasanya dirancang berdasarkan bentuk
geometris yang umum. Bentuk yang paling umum dipakai untuk saluran
berdinding tanah yang tidak dilapisi adalah bentuk trapesium. Berikut ini unsur
geometris saluran penampang trapesium yaitu :
Gamabar 4. Unsur geometris penampang saluran berbentuk trapesium
A = (b + zy ) y
T = b + 2zy
Z =
Dimana :
A
A1,5 [(b+zy)y]1,5
=
.................................................................. (7)
√T
�b+2zy
= luas penampang melintang (m2)
Universitas Sumatera Utara
19
T
= lebar puncak (m)
Z
= faktor penampang
b
= lebar dasar (m)
y
= tinggi air/tinggi saluran (m)
z
= kemiringan talut
w
= tinggi jagaan (m)
(Chow dalam Wulandari, 2015)
Tanah Ultisol
Tanah ultisol merupakan tanah yang memiliki horizon argilik dengan
kejenuhan basa rendah (< 35%) yang menurun sesuai dengan kedalaman tanah.
Tanah yang sudah berkembang lanjut di bentangan lahan yang tua. Jenis tanah
yang ekuivalen dengan jenis tanah ini adalah tanah laterik coklat-kemerahan dan
tanah podsolik merah-kuning (Hanafiah, 2005).
Tanah ultisol sering diidentikkan dengan tanah yang tidak subur, tetapi
sesungguhnya bisa dimanfaatkan untuk lahan pertanian potensial, asalkan
dilakukan pengelolaan yang memperhatikan kendala (constrain) yang ada pada
ultisol ternyata dapat merupakan lahan potensial apabila iklimnya nendukung.
Tanah ultisol memiliki tingkat kemasaman sekitar 5,5 (Foth, 1984).
Tanah Ultisol masih sedikit yang disawahkan, karena berada di daerah
yang kekurangan air. Podsolik terutama tersebar di Banten, Lampung, Sumatera
Selatan, Sumatera Barat, Sumatera Timur, Sumatera Utara, Aceh dan Sulawesi
Selatan, bahan tanah berasal dari tufa masam atau endapan tersier dan luasnya
sekitar ± 300 ha. Pada tanah ini profil tanah sawah tidak menunjukkan karatan Mn
yang jelas dan tidak terbentuk lapisan tapak bajak, terutama pada podsolik yang
Universitas Sumatera Utara
20
bertekstur berpasir, pada podsolik yang bertekstur lebih halus akan terbentuk
bercak-bercak karatan besi dan mangan serta gejala glei. Produksi padi yang
dihasilkan rata-rata ± 3,5 Ton/ha (Hardjowigeno dan Rayes, 2005).
Sifat kimia dan fisika tanah Ultisol secara spesifik lebih ditentukan oleh
bahan induk pembentuknya. Diantara grup tanah Ultisol, hapludults memiliki
sebaran terluas di Indonesia. Hapludults yang terbentuk dari batuan induk sedimen
memiliki kandungan hara yang rendah. Rendahnya kandungan hara tersebut
dikarenakan batuan induk sedimen telah mengalami pelapukan dan pencucian
berulang, yaitu pada saat pembentukan batuan sedimen dan saat pembentukan
tanah. Ketersediaan unsur hara P bagi tanaman menjadi unsur pembatas
pertumbuhan
tanaman
pada
hapludults
dari
batuan
induk
sedimen
(Wahyuningsih, 2012).
Karakteristik tanah ultisol (USDA) adalah tanah jenis tropis dan subtropis
yang memiliki iklim monsoon dan sangat lapuk. Tanah ini memiliki warna merah,
coklat, dan kuning kecoklatan (Horizon B) dengan kejenuhan kurang dari 50%.
Biasaya tanah ini memiliki ocrhid/umbric horizon A dan satu atau lebih dari
kadar bahan organik di horizon B, ada kandungan besi dan kandungan air. Pada
umumnya tanah ini memiliki kesuburan yang rendah karena dua unsur hara makro
dan mikro sering ditambahi dengan aluminium. Penambahan unsur hara sangat
berguna tetapi membutuhkan biaya yang mahal. Tanah ini sulit tererosi jika
digunakan untuk budidaya penggaruan. Maka dari itu cocok untuk hutan dan
tanah berumput (Fitzpatrick, 1986).
Penelitian tentang kajian koefisien rembesan saluran irigasi penampang
trapesium dalam skala laboratorium telah dilakukan oleh Wulandari (2015)
Universitas Sumatera Utara
21
dengan menggunakan metode percobaan permeabilitas dengan tinggi/teganggan
tetap (Constant head permeability test). Menurut Soedarmo dan Purnomo (1993)
yang menyatakan bahwa untuk menentukan nilai koefisien permeabilitas dalam
skala laboratorium dapat ditentukan dengan metode sebagai berikut : a. Percobaan
permeabilitas dengan tinggi/tegangan tetap (Constant head permeability test) b.
Percobaan
permeabilitas
dengan
tinggi/tegangan
tidak
tetap/
menurun (Falling head permeability test).
Universitas Sumatera Utara