IV. INFILTRASI
4.4.4. Pengukuran Infiltrasi
Ada tiga cara untuk menentukan besarnya infiltrasi, yaitu : 1. Menentukan beda volume air hujan buatan dengan volume
air larian pada percobaan laboratorium menggunakan simulasi hujan buatan.
2. Menggunakan alat infiltrometer
3. Teknik pemisahan hidrograf aliran dari data aliran air hujan. Alat infiltrometer yang biasa digunakan adalah jenis
infiltrometer ganda (double ring infiltrometer), yaitu satu
infiltrometer silinder ditempatkan di dalam infiltrometer silinder lain yang lebih besar. Infiltrometer silinder yang lebih kecil mempunyai ukuran diameter sekitar 30 cm dan infiltrometer yang besar mempunyai diameter 46 hingga 50 cm.
Pengukuran hanya dilakukan terhadap silinder yang kecil. Silinder yang lebih besar berfungsi sebagai penyangga yang bersifat menurunkan efek batas yang timbul oleh adanya silinder. Kedua
infiltrometer tersebut dibenamkan ke dalam tanah pada kedalaman antara 5 hingga 50 cm. Kemudian air dimasukkan ke dalam kedua silinder tersebut dengan kedalaman 1-2 cm dan dipertahankan besarnya kedalaman dengan cara mengalirkan air ke dalam silinder tersebut (dari suatu kantong air yang dilengkapi skala). Laju air yang dimasukkan ke dalam silinder tersebut diukur dan dicatat.
Laju air tersebut merupakan laju infiltrasi yang diukur. Cara pengukuran infiltrasi tersebut di atas relative mudah pelaksanaannya, tetapi perlu diingat bahwa dengan cara ini hasil laju infiltrasi yang diperoleh biasanya lebih besar daripada keadaan yang berlangsung di lapangan (infiltrasi dari curah hujan), yaitu 2-10 kali lebih besar.
Telah dikemukakan bahwa laju infiltrasi adalah kecepatan air masuk ke dalam tanah selama hujan berlangsung. Laju infiltrasi atau kapasitas infiltrasi ditentukan dari petak percobaan. Bila curah hujan (alamiah atau buatan) pada petak percobaan tersebut lebih besar
daripada kapasitas infiltrasi, maka kurva kapasitas infiltrasi akan bervariasi sejalan dengan waktu.
Laju infiltrasi diukur dalam satuan panjang per waktu. Satuan yang sama berlaku untuk laju curah hujan. Satu sentimeter curah hujan dalam waktu satu jam pada satuan luas tertentu, menandakan bahwa satu jam setelah permulaan hujan, air yang dapat ditampung dalam ember misalnya, akan mempunyai kedalaman 1 cm tersebar merata pada dasar ember tersebut. Dapat dilihat bahwa untuk ember kecil atau besar kedalaman tetap sama, 1 cm. Dengan demikian, kedalaman air 1 cm per jam tidak tergantung pada luas penampang air tersebut.
Penghitungan Infiltrasi Menggunakan Rumus Horton f = fc + ( fo - fc ) e-kt
Rumus ini berlaku apabila i > f f = infiltration capacity at any time t
fc = the value of infiltration after it reaches a constant value fo = infiltration capacity at the start
k = a constant
t = time from the beginning of precipitation f = fc + ( fo - fc ) e-kt
f - fc = ( fo - fc ) e-kt
log ( f - fc ) = log ( fo - fc ) e-kt log ( f - fc ) = log ( fo - fc ) - kt log e log ( f - fc ) - log ( fo - fc ) = -kt log e
1
t = - [ log ( f - fc ) - log ( fo - fc ) ] k log e
1 1
t = - [ log ( f - fc ) ] + [ log ( fo - fc ) ] k log e k log e
Persamaan di atas dengan persamaan :
Y = m X + C dimana : Y = t 1 m = - k log e X = log ( f - fc ) 1 C = [ log ( fo - fc ) ] k log e
m adalah slope suatu garis lurus.
t 1 t m = - = - k log e log (f-fc) ( log ( f - fc )
Tabel 4.1. Contoh penghitungan infiltrasi. T 0 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 (jam) F 10.4 5.6 3.2 2.1 1.5 1.2 1.1 1.0 1.0 (cm/jam) f – fc 9.4 4.6 2.2 1.1 0.5 0.2 0.1 0.0 0.0 log (f-fc) 0.973 0.663 0.342 0.042 -0.301 -0.699 -1.0
fo didapat dari perpanjangan curva laju infiltrasi. - 0.725 - 1
Slope : m = =
1.0 1.38
Dalam rincian persamaan Rumus Horton di atas : 1 m = - k log e k log e = 1.38 1 k 0.4343 = 1.38 m = - k = 3.18 1.38
Maka persamaan ICC (infiltration Capacity Curve) : f = fc + ( fo - fc ) e-kt
adalah :
f = 1.0 + ( 10.4 - 1.0 ) e-3. 18 t f = 1.0 + 9.4 e -3.18 t
t2
Tebal air yang terinfiltrasi (F) =
( 1,0 + 9,4 e-3.18 t ) dt t14.5. Artikel
PERANAN UJI IN SITU LAJU INFILTRASI DALAM PENGELOLAAN DAS GRINDULU-PACITAN1
Syamsul A. Siradz2, Bambang D. Kertonegoro2 dan Suci Handayani2
Abstrak
Penelitian berupa uji lapangan telah dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat tanah dalam meresapkan air secara vertikal. Hasil pengamatan ini dapat membantu memberikan gambaran tentang kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu jenis tanah untuk mencapai suatu kondisi lengas tertentu. Kebutuhan air ini dapat dipasok dari air irigasi dan/atau air hujan.
Lokasi dan obyek penelitian berupa beberapa jenis tanah yang digunakan untuk budidaya padi sawah di Daerah Aliran Sungai (DAS) Grindulu di wilayah Kabupaten Pacitan, Jawa Timur. Jenis-jenis tanah yang diuji termasuk banyaknya ulangan yang dilakukan adalah sbb. : Aluvial Kelabu (endapan lempung daratan)(2), Litosol (campuran batuan endapan tuff dan batuan volkan)(3), Komplek Latosol Coklat Kemerahan dan Litosol (3), dan Asosiasi Litosol dan Mediteran Merah (batuan volkan dan endapan bukit lipatan)(2), sehingga seluruhnya ada sepuluh (10) lokasi pengamatan. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan double ring infiltrometer, dari kondisi lengas awal di lapangan hingga mencapai laju infiltrasi mendekati konstan, yang dicapai setelah kira-kira 5 hingga 6 jam
pengamatan. Air yang digunakan untuk pengujian diambil dari sumber air yang berada di dekat lokasi pengamatan.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa setelah pengamatan berjalan selama 4-5 jam dicapailah kondisi laju infiltrasi yang mendekati konstan. Nilai koefisien determinasi kurve linear maupun non-linear menunjukkan >0,9 yang berarti bahwa angka-angka hasil pengukuran yang dilakukan di lapangan cukup handal. Urutan nilai rerata hasil ulangan laju infiltrasi yang tertinggi hingga terendah dari ke empat jenis tanah tersebut adalah sbb.: Aluvial Kelabu > Litosol > Asosiasi Latosol-Litosol > Mediteran– Litosol. Kedua jenis tanah yang pertama mempunyai kategori laju infiltrasi sangat cepat, sedangkan kedua jenis terakhir termasuk sedang. Laju infiltrasi pada tanah sawah yang sedang ditanami padi umur satu bulan (tanah dalam keadaan melumpur) jauh lebih cepat mencapai nilai konstan ketimbang tanah-tanah dengan kondisi awal yang lebih kering.
Kata kunci : infiltration rate, double ring infiltrometer, in situ, Pengelolaan DAS
1 Penelitian kerjasama antara Jurusan Tanah FP-UGM dan Project Management
Unit (PMU), Good Governance In Water Resource Management (GGWRM) Yogyakarta dan Pacitan
2 Staf pengajar pada Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian UGM, Jl Folra
Bulaksumur, Yogyakarta, 55281. Coresponding author: ssiradz@ugm.ac.id
4.8. Evaluasi
1. Apa yang dimaksud dengan infiltrasi ? 2. Apa yang dimaksud dengan perkolasi ? 3. Jelaskan proses terjadinya infiltrasi !
4. Sebutkan proses yang berpengaruh terhadap laju infiltrasi ! 5. Sebutkan dan jelaskan tiga cara untuk menentukan besarnya
POKOK BAHASAN V. INTERSEPSI
5.1. Deskripsi Singkat
Intersepsi selalu dianggap sebagai faktor penting di dalam daur hidrologi. Intersepsi merupakan suatu proses dimana air yang diuapkan kembali ke atmosfer adalah air hujan yang tertampung sementara pada permukaan tajuk dan bagian lain dari suatu vegetasi. Dengan kata lain, pada proses intersepsi air yang diuapkan adalah air yang berasal dari curah hujan yang berada pada permukaan daun, ranting dan cabang dan belum sempat masuk ke dalam tanah.
5.2. Relevansi
Dengan mempelajari proses terjadinya, faktor-faktor yang berpengaruh terhadap intersepsi, mahasiswa dapat melakukan analisis penghitungan Intersepsi yang ada. Dengan menguasai metode ini diharapkan mahasiswa mampu melakukan pengelolaan hutan dengan mendasarkan pada hasil pengukuran intersepsi.
5.3. Tujuan Instruksional Khusus
Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa dapat melakukan pengukuran dan analisis Intersepsi melalui pendekatan rumus. Harapannya mahasiswa mampu melakukan monitoring dan evaluasi suatu kawasan hutan melalui pendekatan neraca air kawasannya. 5.4.1. Pengertian
Menurut Asdak (1995) pengertian intersepsi air hujan (rainfall interception loss) adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi di atas permukaan tanah, tertahan beberapa saat, untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti sampai
permukaan tajuk vegetasi menjadi kering kembali. Setiap kali hujan jatuh di daerah bervegetasi, ada sebagian air yang tak pernah mencapai permukaan tanah, dengan demikian tidak berperan dalam membentuk kelembaban tanah, air larian atau air tanah. Air tersebut akan kembali lagi ke udara sebagai air intersepsi tajuk, seresah dan tumbuhan bawah.
Intersepsi dianggap faktor penting dalam daur hidrologi karena berkurangnya air hujan yang sampai di permukaan tanah oleh adanya proses intersepsi adalah cukup besar. Besarnya intersepsi di hutan hujan tropis berkisar antara 10-35 % dari curah hujan total. Perubahan tegakan penutup tanah dari satu jenis vegetasi menjadi vegetasi lain dapat mempengaruhi neraca air tahunan di daerah tersebut.
Air hujan yang jatuh di atas permukaan vegetasi yang lebat, terutama pada permulaan hujan, tidak langsung mengalir ke permukaan tanah. Untuk sementara, air tersebut akan ditampung oleh tajuk, batang dan cabang vegetasi. Setelah tempat-tempat tersebut jenuh dengan air, maka air hujan yang datang kemudian akan menggantikan air hujan yang tertampung tersebut untuk selanjutnya menetes ke tajuk, batang dan cabang vegetasi di bawahnya sebelum akhirnya sampai di atas tumbuhan bawah, seresah, dan permukaan tanah. Besarnya air yang tertampung di permukaan tajuk, batang, dan cabang vegetasi dinamakan kapasitas simpan intersepsi (canopy storage capacity) dan besarnya ditentukan oleh bentuk, kerapatan, dan tekstur vegetasi.
Air hujan jatuh pada permukaan tajuk vegetasi akan mencapai permukaan lantai hutan melalui dua proses mekanis, yaitu air lolos (throughfall) dan aliran batang (stemflow). Air lolos jatuh langsung ke permukaan tanah melalui ruangan antar tajuk/daun atau menetes melalui daun, batang dan cabang. Sedangkan aliran batang adalah air hujan yang dalam perjalanan mencapai permukaan tanah mengalir melalui batang vegetasi. Dengan demikian, intersepsi hujan adalah beda antara curah hujan total dan hasil pertambahan antara air lolos dan aliran batang.
