BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.2.3 Aliran dalam Tanah Satu Dimensi
Aliran dalam tanah tidak jenuh satu dimensi menggunakan model persamaan Richard sedangkan simulasi alirannya menggunakan perangkat lunak HYDRUS 1D 4.14. Simulasi dibuat dalam dua keadaan untuk setiap lahan yaitu saat proses pengeringan (Gambar 5.4) dan proses pembasahan (gambar 3.5). simulasi dilakukan selama 7 hari. Parameter sifat hidrolika tanah yang merupakan masukan (input) dalam proses simulasi ini menggunakan parameter hasil fitting parameter model LN dengan nilai tortuosity ( ) dalam model LN (K( )) menggunakan nilai 0.22 (Hendrayanto 1999). Kedalaman tanah 105 cm dengan pembagian lapisan tanah (soil profile layer) dan penempatan titik observasi (observation node) sebanyak 8 di tiap penggunaan lahan. kondisi awal (initial condition) dibuat seragam di semua lapisan dengan menggunakan potensial matriks sebesar -50 cm. batas atas (upper boundary condition) untuk simulasi
29
keadaan kering menggunakan fluks konstan senilai 0 (tidak ada aliran) dan untuk keadaan basah mengunakan kondisi atmosfer dengan aliran permukaan (Atmospheric boundary condition with surface run off) dengan input hujan bernilai konstan sebesar 3cm/hari selama 3 hari saat hari kedua. ketiga dan keempat. Simulasi aliran air (fluks) di lahan berhutan. agroforestri dan kebun singkong saat proses pengeringan disajikan dalam Gambar 5.4.
(a)
(c)
Gambar 5.4 Fluks di lahan (a) berhutan (b) agroforestri (c) kebun singkong saat proses pengeringan.
Gambar 5.4 menunjukan fluks di hutan. agroforestri dan kebun singkong saat proses pengeringan. oleh karena itu secara umum fluks aliran cenderung turun seiring perubahan waktu. Fluks di lapisan tanah lebih dalam lebih besar dibandingkan dengan fluks di lapisan tanah diatasnya. Di lahan hutan (Gambar 5.4.a) perubahan fluks selama satu hari pertama di lapisan permukaan (< 30 cm) relatif lebih kecil di bandingkan dengan perubahan fluks di lapisan yang sama di tanah agrofestri (5.4.b) dan singkong (5.4.c) . Di tanah agroforestri perubahan fluksnya terbesar. hal tersebut diduga akibat pengaruh nilai parameter model LN yang besar di lapisan tersebut, setelah hari kedua fluks mengecil dan kemudian konstan.
Tabel 5.4 Fluks total di hutan. agroforestri dan kebun singkong saat proses pengeringan di kedalaman 100 cm
Fluks Total (cm/7hari) Hutan Agroforestri Kebun singkong
100 cm -1.17 -1.54 -0.96
Keterangan: tanda negatif (-) menunjukan arah aliran
Tabel 5.4 menunjukan fluks total di hutan, agroforestri dan kebun singkong saat proses pengeringan, fluks total didapat dengan menjumlahkan fluks
31
di lapisan paling bawah (kedalaman 100 cm) selama 7 hari. Tanah agroforestri memiliki fluks total terbesar dibanding dengan tanah hutan dan kebun singkong, hal ini dipengaruhi nilai K ( ) agroforestri dan parameter model yang menggambarkan sifat hidrolika tanah terkait pengaliran (lihat sub bab 5.2.2). Fluks total terbesar di agroforestri tersebut menunjukan bahwa tanah agroforestri paling cepat mengering.
Simulasi aliran air di tiga lahan dengan proses pembasahan dengan intensitas hujan 3 cm/hari mulai hari ke- 3 sampai hari ke 5 ditampilkan dalam gambar 5.5.
(a)
b)
(c)
Gambar 5.5 Fluks di lahan (a) berhutan (b) agroforestri (c) kebun singkong dengan proses pembasahan (intensitas hujan 3 cm/hari mulai hari ke- 3 sampai hari ke 5).
Gambar 5.5 menunjukan fluks di lahan berhutan. agroforestri dan kebun singkong dengan proses pembasahan. dengan intensitas hujan 3 cm/hari mulai hari ke- 3 sampai hari ke-5. Di lahan berhutan (Gambar 5.5.a) setelah hujan ditambahkan, fluks di kedalaman 5 cm sampai 40 cm langsung mengalami peningkatan hal ini terjadi juga di tanah agroforestri dan kebun singkong. peningkatan ini menunjukan bahwa ketiga tanah merespon cepat air yang masuk dari hujan akan tetapi tanah hutan yang memiliki respon tercepat terutama di permukaan hal itu ditunjukkan oleh fluks puncak di kedalaman 5 cm sampai 10 cm yang terjadi beberapa saat setelah hujan atau hari ketiga dan di lapisan 20 cm di hari keempat atau sehari setelah hujan berlangsung, kemudian fluks konstan dan turun lalu mulai mendatar pada hari keenam setelah hujan dihentikan. penurunan fluks dimulai di lapisan paling atas kemudian diikuti oleh lapisan di bawahnya. sedangkan fluks puncak tanah agroforestri dan kebun singkong di lapisan yang sama terjadi di hari kelima selanjutnya fluks mulai mendatar di hari keenam. Fluks puncak di kedalaman 5 cm sampai 40 cm sebesar 3 cm/hari di ketiga lahan.
Di kedalaman 60 cm sampai 100 cm di tanah hutan mengalami kenaikan fluks pada hari keempat berbeda dengan tanah agroforestri. di kedalaman 60 cm
33
fluks meningkat di hari ketiga dan di kedalaman 80 dan 100 cm terjadi di hari keempat sedangkan di kebun singkong. peningkatan fluks di kedalaman 60 cm sampai 100 cm terjadi di hari keempat akan tetapi di kedalaman 100 cm fluks berubah darstis setengah hari kemudian. Seperti halnya di lapisan sebelumnya penurunan fluks di kedalaman 60 cm sampai 100 cm dimulai di hari keenam atau setelah hujan berhenti kemudian sampai akhir simulasi fluks belum mendatar di lapisan tersebut hal ini terjadi di ketiga lahan. Fluks puncak di ketiga tanah sebesar 3 cm/hari di kedalaman 60 cm sampai 100 cm kecuali di tanah agroforestri di kedalaman 80 cm sebesar 2.9 cm/hari dan di 100 cm sebesar 3 cm/hari.
Tabel 5.5 Fluks total di hutan. agroforestri dan kebun singkong saat proses pembasahan di kedalaman 100 cm
Fluks total (cm/7hari) Hutan Agroforestri Kebun Singkong
100 cm -7.81 -7.54 -6.64
Keterangan: tanda negatif (-) menunjukan arah aliran
Tabel 5.5 menunjukan fluks total di hutan, agroforestri dan kebun singkong saat proses pembasahan di kedalaman 100 cm. Tanah hutan memiliki fluks total terbesar dan kebun singkong yang terendah hal tersebut menunjukan bahwa tanah hutan memiliki kemampuan terbesar dalam mengalirkan air. Besarnya kemampuan hutan dalam mengalirkan air dipengaruhi oleh keberadaan serasah dan keberadaan fauna tanah seperti cacing yang memperbanyak pori makro tanah hutan terutama di lapisan permukaan. Kirkby (1978) menyatakan tanah hutan memiliki pori makro yang berdampak besar terhadap gerakan air di dalam tanah. semakin banyak pori makro maka semakin besar kemampuan tanah mengalirkan air.
Tabel 5.4 dan 5.5 menunjukkan bahwa tanah agroforestry relatif lebih cepat kering pada saat tidak terdapat masukan hujan dibandingkan dengan tanah hutan dan kebun singkong, namun pada saat tanah mendapat masukan hujan, tanah hutan relatif lebih cepat mengalirkan air dibandingkan tanah agroforestry dan kebun singkong. Secara umum dalam simulasi pembasahan, tanah di lapisan atas merespon terlebih dahulu air yang masuk dari hujan dibanding dengan tanah di bawahnya dan memiliki fluks yang lebih tinggi, kemudian turun terlebih dahulu dengan fluks yang lebih kecil dibanding tanah di bawahnya.