Analisis sifat fisik tanah Tekstur tanah
Hasil analisis tekstur tanah disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Hasil analisa tekstur tanah
Fraksi Persentase (%) Tekstur tanah
Pasir 49,28
Lempung liat berpasir
Debu 16,00
Liat 34,72
C-organik 0,26
Tabel 5 menunjukkan bahwa tanah andepts kuala bekala memiliki tekstur lempung liat berpasir (Lampiran 3).
Menurut Islami dan Utomo (1995) tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah untuk menyimpan dan mengalirkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman. Menurut Foth (1994) tanah liat memiliki kemampuan menyimpan air yang tinggi, tetapi lebih sulit untuk melolosakan air. Tekstur liat memiliki laju rembesan air yang rendah karena liat lebih kuat memegang air (Vidayanti, 2010).
Kerapatan massa tanah
Hasil analisa kerapatan massa pada tanah andepts dapat dilihat pada Tabel 6 dan perhitungannya pada Lampiran 4.
Tabel 6. Hasil analisa kerapatan massa tanah
Lokasi Kerapatan Massa (g/cm3)
Dalam saluran 1,13
Tepi kanan saluran 1,00
Dari Tabel 6 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan massa pada saluran berada diantara 1,00 g/cm3 sampai 1,13 g/cm3. Hal ini sesuai dengan pernyataan Islami dan Utomo (1995) besarnya kerapatan massa tanah-tanah pertanian bervariasi dari sekitar 1,0 g/cm3 sampai 1,6 g/cm3.
Nilai kerapatan massa dipengaruhi oleh tekstur tanah, kandungan bahan organik tanah dan struktur tanah atau khususnya bagian rongga pori tanah (Islami dan Utomo, 1995). Tanah yang memiliki banyak bahan organik biasanya memiliki kemantapan yang lebih kuat. Biasanya dijumpai pada tanah yang kering (Hasibuan, 2011). Dari tabel 5 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik pada tanah andepts rendah. Artinya tanah ini memiliki kemantapan yang rendah. Jika kemantapan rendah maka nilai koefisien rembesan yang diperoleh akan semakin rendah. Dan sebaliknya jika kandungan bahan organik tinggi maka kemantapan tanah akan semakin tinggi.
Kerapatan partikel tanah
Hasil analisa kerapatan partikel pada tanah andepts dapat dilihat pada Tabel 7 dan perhitungannya pada Lampiran 4.
Tabel 7. Hasil analisa kerapatan partikel tanah
Lokasi Kerapatan Partikel (g/cm3)
Dalam saluran 2,71
Tepi kanan saluran 2,57
Tepi kiri saluran 2,58
Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan partikel untuk bagian dalam saluran lebih tinggi dibandingkan bagian tepi kanan dan tepi kiri saluran. Dan bagian tepi kanan saluran juga lebih tinggi jika dibandingkan dengan bagian
tepi kiri saluran. Nilai kerapatan partikel pada beberapa titik disaluran berada diantara 2,57 g/cm3 sampai 2,71 g/cm3.
Besarnya nilai kerapatan partikel akan semakin rendah dengan adanya bahan organik (Hanafiah, 2005). Dapat disimpulkan bahwa bagian dalam saluran lebih padat dibandingkan dengan bagian tepi kanan dan tepi kiri saluran. Sesuai dengan nilai koefisien rembesan yang diperoleh, dasar saluran memiliki nilai koefisien yang lebih rendah jika dibandingkan dengan bagian tepi kanan dan kiri saluran.
Menurut Foth (1994) kerapatan partikel tanah adalah konstan dan tidak bervariasi dengan jumlah ruangan antar partikel. Maka kerapatan partikel pada saluran adalah tetap (tidak berubah).
Porositas tanah
Hasil analisa porositas pada tanah andepts dapat dilihat pada Tabel 8 dan perhitungannya pada Lampiran 4.
Tabel 8. Hasil analisa porositas tanah
Lokasi Porositas (%)
Dalam saluran 58,30
Tepi kanan saluran 60,93
Tepi kiri saluran 58,52
Dari Tabel 8 diperoleh bahwa pada bagian kanan saluran nilai porositas lebih tinggi dibandingkan pada bagian dalam dan tepi kiri saluran. Hardjowigeno (1987) menyatakan bahwa nilai bulk density dan particel density merupakan petunjuk kepadatan tanah atau porositas tanah, makin padat suatu tanah maka makin tinggi nilai bulk densitynya, yang berarti makin sulit meneruskan air atau
ditembus akar. Dapat dilihat bahwa nilai bulk density pada Tabel 6 menujukkan bahwa dengan nilai bulk density yang rendah maka air akan lebih cepat diteruskan. Dan dari tabel 6 dapat disimpulkan bahwa nilai koefisien rembesan yang dihasilkan akan semakin besar yang berarti tanah masih porous.
Menurut Hanafiah (2005) tanah yang porous berarti tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara masuk-keluar tanah secara leluasa, sebaliknya jika tanah tidak porous maka air dan udara tidak leluasa pergerakannya sehingga air dan udara akan tertahan di dalam tanah. Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa tanah dalam keadaan porous akan lebih cepat mengalirkan air dibandingkan dengan tanah yang tidak porous.
Kandungan bahan organik tanah
Kandungan bahan organik pada tanah andepts kuala bekala dapat dilihat pada Tabel 5 diatas, dimana hasil analisa laboratorium menunjukkan bahwa kandungan C-Organik untuk tanah andepts adalah 0,26 %. Artinya kandungan C- Organik pada tanah andepts tersebut cukup rendah karena semakin sering tanah diolah, maka akan semakin berkurang kandungan bahan organiknya (Hasibuan, 2011).
Menurut Foth (1994) banyaknya tanaman akan meningkatkan bahan organik pada tanah karena sisa-sisa tanaman dapat diurai oleh jasat renik menjadi bahan organik. Adanya kandungan bahan organik pada tanah akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah seperti meningkatkan total ruang pori pada tanah, menurunkan kepadatan tanah yang menyebabkan kemampuan untuk
Dari tabel 5 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik tanah andepts cukup rendah. Maka kemampuan tanah menahan air juga akan semakin rendah. Artinya laju rembesan pada tanah akan semakin besar.
Kehilangan Air
Pengukuran kehilangan air pada saluran dengan tanah andepts dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil pengukuran kehilangan air pada saluran
Komponen kehilangan air Nilai (mm/hari)
1. Evaporasi 4,224 2. Perkolasi 8925,12 3. KoefisienRembesan dinding/tebing kanan 64313,28 4. Koefisien Rembesan dinding/tebing kiri 60062,4
Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa kehilangan air pada saluran karena: Evaporasi
Untuk mengetahui evaporasi yang terjadi terlebih dahulu harus mengetahui evaporasi dari badan panci evapopan. Evaporasi dari badan panci penguapan (evapopan) adalah 5,28 mm/hari (Lampiran 5) . Setelah diketahui rata- rata kehilangan air (penguapan) pada panci evapopan, kemudian dikalikan dengan koefisien panci yaitu 0,8 (Triatmodjo 2008 dalam Bunganaen, 2009). Maka evaporasi yang terjadi dapat dihitung dengan (Persamaan.3). Dan diperoleh nilai evaporasi yang terjadi adalah 4,224 mm/hari (Tabel 9) dan perhitungannya pada Lampiran 5.
Perkolasi
Hasil pengukuran perkolasi atau rembesan secara langsung pada dasar saluran dapat dilihat pada Tabel 9 dan perhitungannya terdapat pada lampiran 6.
Nilai koefisien perkolasi atau rembesan pada dasar saluran lebih rendah jika dibandingkan dengan rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri, disebabkan nilai porositas pada bagian dalam saluran lebih kecil dibandingkan bagian kanan dan kiri saluran (Tabel 8). Porositas yang kecil juga menunjukkan bahwa pori-pori tanah relatif kecil yang dapat menghambat gerakan air tanah sehingga penghambatan gerakan air tanah makin meninggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Foth (1994) yang menyatakan bahwa tanah bertekstur halus lebih kuat menahan air dibanding tanah yang bertekstur kasar. Menurut Hardjowigeno (2007) tanah yang banyak mengandung pori-pori kasar sulit menahan air sehingga tanahnya mudah kekeringan. Dilihat dari segi kerapatan massanya dan kerapatan partikelnya, semakin tinggi nilai kerapatan massa tanah dan kerapatan partikel tanah, maka semakin sulit tanah tersebut untuk dilalui oleh air, sehingga perkolasi atau rembesan pada bagian dasar saluran lebih rendah.
Disamping itu berdasarkan persamaan (5) dan persamaan (6) bahwa rembesan pada dasar saluran dipengaruhi oleh tinggi genangan dan tebal dasar saluran. Sedangkan pada dinding/tebing saluran hanya dipengaruhi oleh tinggi genangan dalam saluran sebagai pembagi. Selain itu rembesan pada dasar saluran juga dipengaruhi oleh kerapatan massa, kerapatan partikel dan porositas tanah. Dengan nilai kerapatan massa yang lebih besar (Tabel 6), maka nilai rembesan yang dihasilkan rendah dikarenakan air pada bagian dasar saluran semakin sulit untuk diteruskan. Demikian halnya untuk nilai kerapatan partikel yang lebih
tinggi (Tabel 7), maka nilai rembesan yang diperoleh rendah dikarenakan kondisi tanah pada bagian tersebut cukup rapat sehingga lebih sulit untuk meneruskan air. Porositas yang lebih rendah (Tabel 8) menunjukkan bahwa air pada dasar saluran sulit untuk bergerak dikarenakan lebih sedikit ruang pori yang kosong pada tanah tersebut.
Rembesan pada bendung
Tabel 9 juga menunjukkan pengukuran debit dan koefisien rembesan dinding kanan dan dinding kiri saluran dan perhitungannya terdapat pada Lampiran 6.
Nilai koefisien rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri saluran berbeda. Koefisien rembesan pada dinding kanan lebih besar daripada koefisien rembesan dinding kiri. Hal ini disebabkan nilai porositas yang diperoleh pada bagian dinding kanan saluran lebih besar, yaitu 60,93% (Tabel 8). Jika porositas tinggi, maka air akan lebih cepat merembes karena ruang pori atau pergerakan air dalam tanah lebih bebas (Hanafiah, 2005). Porositas yang lebih tinggi juga menunjukkan kemampuan tanah lebih banyak untuk meloloskan air.
Jika dibandingkan besarnya koefisien rembesan pada dasar saluran (perkolasi) dengan koefisien rembesan pada dinding/tebing saluran, maka diperoleh perbandingan 1 : 7. Hal ini menunjukkan bahwa pada koefisien rembesan dasar saluran berbanding lurus dengan tebal dasar saluran, dimana dengan ketebalan dasar saluran 20 cm diperoleh koefisien rembesan yang lebih kecil dan sebaliknya. Sedangkan pada dinding saluran koefisien rembesan juga
berbanding lurus dengan tebal dinding/tebing saluran, dimana dengan ketebalan 40 cm diperoleh nilai koefisien rembesan yang lebih besar dan sebaliknya.
Pada tanah yang sudah mantap di lapangan, diperoleh nilai perkolasi yang lebih rendah dibandingkan dengan perkolasi pada skala laboratorium, yaitu dengan perbandingan 1 dilapangan sama dengan 200 di laboratorium. Hal ini menunjukkan bahwa tanah pada percobaan di laboratorium masih belum mantap dibandingkan dengan dilapangan. Sedangkan untuk nilai koefisien rembesan pada tanah yang sudah mantap dilapangan dengan tanah pada laboratorium diperoleh perbandingan 1 di lapangan sama dengan 20 di laboratorium (Ginting, 2013).
Dilihat dari segi struktur tanahnya, tanah pada saluran memiliki struktur yang remah dan mudah lepas. Hal ini menunjukkan semakin mudahnya air lolos melewati tanah dan akan semakin besar nilai rembesan yang diperoleh. Struktur tanah yang remah memiliki kemantapan yang rendah. Dapat dilihat perbandingan nilai yang diperoleh di lapangan dan di laboratorium sangat berbeda. Dikarenakan tanah pada lapangan sudah mantap dan tanah pada laboratorium belum mantap. Sehingga air yang keluar lebih besar daripada air yang tertahan di tanah.
Gambar garis aliran rembesan pada saluran
Hasil untuk pengukuran garis aliran rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri saluran dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Pengukuran garis rembesan pada dinding kanan dan dinding kiri saluran dengan rentang jarak 5 cm.
Dari Tabel 10 dapat digambarkan bentuk garis aliran rembesan pada tebing kanan dan tebing kiri saluran pada gambar 3 dibawah ini :
Gambar 3. Penampang garis aliran pada saluran
Garis aliran rembesan pada dinding/tebing kanan saluran dapat dilihat pada gambar berikut
Jarak pengukuran rembesan pada tebing (cm)
Tinggi air dalam tebing kanan (cm)
Tinggi air dalam tebing kiri (cm) 0 15 15 10 4 4 15 1,5 1 20 1,3 0,2 25 0,3 0,2 30 0 0
Gambar 4. Garis aliran rembesan pada dinding/tebing kanan saluran
Sedangkan untuk dinding/tebing kiri saluran dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 5. Garis aliran rembesan pada dinding/tebing kiri saluran
Dari kedua gambar garis aliran diatas dapat disimpulkan bahwa garis rembesan akan selalu lebih tinggi pada bagian terdekat dengan saluran yaitu jarak 10 cm dan akan selalu lebih rendah pada bagian terjauh dari saluran. Hal ini
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30
dikarenakan pada jarak terdekat dengan saluran, tekanan yang diberikan lebih besar. Dimana tekanan dalam hal ini dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Apabila tekanan lebih besar, maka air akan lebih cepat merembes. Sebaliknya rembesan akan mengalami penurunan jika semakin jauh dari sumber perembesan (Hamzah, dkk, 2008).
Pergerakan air dalam tanah berbeda dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu waktu ke waktu lain bukan dalam bentuk tetapi dalam energi potensial
(Ep). Energi potensial dihasilkan dari perbedaan tekanan. (Hansen, dkk, 1992). Jadi air akan bergerak dari potensial tinggi ke potensial
rendah. Maka dapat disimpulkan bahwa air akan merembes lebih cepat dari jarak terdekat pada saluran.
Menurut Hansen, dkk (1992) aliran air melalui tanah juga dipengaruhi oleh besar kecilnya bentuk partikel tanah dan rongga (tekstur dans struktur tanah). Jika tanah memiliki rongga yang besar, artinya tanah porous, maka aliran akan bergerak lebih cepat. Dari kedua gambar garis aliran di atas, dapat dilihat bahwa garis aliran pada dinding kanan saluran berbeda dengan garis aliran pada dinding kiri saluran. Hal ini disebabkan nilai porositas pada dinding kanan saluran lebih besar, yaitu 60,93 %. Sedangkan nilai porositas pada dinding kiri saluran adalah 58,52 %. Sehingga dapat disimpulkan bahwa air akan lebih cepat mengalir pada dinding kanan saluran karena lebih banyak ruang pori untuk pergerakan air dan udara.
Azmeri, dkk (2013) menyatakan bahwa pola garis aliran rembesan berbeda menurut tingkat kepadatan tanahnya. Semakin tinggi tingkat kepadatan pada tubuh bendungan, maka semakin kecil rembesan yang terjadi. Maka pola garis
aliran akan membentuk lengkungan yang kecil. Hal ini disebabkan karena semakin padat timbunan tanah, maka semakin kecil rongga pori dari tanah tersebut sehingga menghambat atau memperlambat jalannya air dari tanah itu sendiri dan juga kuat geser tanah semakin besar. Pada gambar (3) diatas, dapat disimpulkan bahwa tingkat kepadatan tanah rendah karena jika dilihat dari pola alirannya, garis aliran rembesan membentuk lengkungan yang cukup besar. Hal ini disebabkan tanah memiliki nilai porositas yang tinggi (tabel 8) sehingga air lebih banyak keluar daripada tertahan di tanah.
