KARAKTERISTIK INFILTRASI DAN HANTARAN
HIDROLIK TANAH DI SUB DAS CILIWUNG HULU
Oleh
MARTINA WINARNI
A04400047
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
RINGKASAN
MARTINA WINARNI. Karakteristik Infiltrasi dan Hantaran Hidrolik Tanah di Sub DAS Ciliwung Hulu. Dibawah bimbingan YAYAT HIDAYAT dan KUKUH MURTILAKSONO.
Infiltrasi merupakan salah satu informasi penting sebagai masukan dalam perencanaan pemanfaatan sumberdaya lahan khususnya yang berkaitan dengan bidang pertanian. Karakteristik infiltrasi air ke dalam tanah pada suatu wilayah secara inheren menunjukkan kemampuan tanah melalukan air atau disebut hantaran hidrolik tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik infiltrasi dan hantaran hidrolik tanah di sub DAS Ciliwung Hulu, dan menganalisis karakteristik infiltrasi tersebut dengan menggunakan persamaan Horton, Kostiakov dan Philips
Penelitian dilaksanakan mulai bulan April sampai Oktober 2004. Lokasi penelitian terletak di sub DAS Ciliwung Hulu, yang secara administrasi termasuk wilayah Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor dan meliputi wilayah seluas ± 167 ha. Pengukuran infiltrasi dilakukan dengan menggunakan
double ring infiltrometer dan hantaran hidrolik tanah dengan permeameter
sederhana (simplepermeameter).
Laju infiltrasi tertinggi di sub DAS Ciliwung Hulu berkisar 6 cm/jam sampai 360 cm/jam. Laju infiltrasi konstan berkisar antara 3 cm/jam sampai 36 cm/jam, dengan nilai rata-rata laju infiltrasi konstan sebesar 11 cm/jam dan berdasarkan klasifikasi Kohnke (1968) termasuk dalam kelas agak cepat. Hantaran hidrolik jenuh tanah di sub DAS Ciliwung Hulu termasuk dalam kelas sedang dengan nilai hantaran hidrolik jenuh sebesar 2.79 cm/jam.
Laju infiltrasi konstan pada lahan hutan lebih besar (16.5 cm/jam) dari pada kebun teh (5.6 cm/jam). Laju infiltrasi konstan lahan hutan termasuk dalam kelas cepat, sedangkan laju infiltrasi konstan di kebun teh termasuk dalam kelas sedang. Nilai hantaran hidrolik jenuh tanah pada lahan hutan termasuk dalam kelas tinggi dengan nilai sebesar 3.60 cm/jam, sedangkan hantaran hidrolik jenuh pada lahan kebun teh lebih rendah, yaitu 2.00 cm/jam dan termasuk dalam kelas sedang.
ABSTRACT
MARTINA WINARNI. Characteristics of infiltration and hydraulic conductivity of soils in Sub Watershed Ciliwung Hulu. Under academic supervision of YAYAT HIDAYAT and KUKUH MURTILAKSONO.
Infiltration is an important information as input for land utilization plan, particularly of those related with agriculture. Characteristics of water infiltration into the soil within an area, will inherently indicate the soil ability to let water pass through, or the soil hydraulic conductivity. The objectives of research were learning the characteristics of infiltration and soil hydraulic conductivity in Sub Watershed Ciliwung Hulu and analyzing the infiltration characteristics by using Horton, Kostiakov and Philips equation.
Research was conducted from April through October 2004. Location of the research was Sub Watershed of Ciliwung Hulu, which administratively belonged to the territory of Tugu Utara village, Cisarua sub district, Bogor regency and comprised area of ± 167 ha. Infiltration measurement was conducted by using double ring infiltrometer, whereas that for soil hydraulic conductivity by simple permeameter.
Highest infiltration rate in Sub Watershed of Ciliwung Hulu, ranged between 6 until 360 cm/hour. Constant infiltration rate ranged between 3 until 36 cm/hour, with average value of constant infiltration rate as much as 11 cm/hour, while on the basis of Kohnke (1968) it was classed as somewhat rapid. Saturated hydraulic conductivity of soil in Sub Watershed of Ciliwung Hulu was classed as moderate, with value of saturated hydraulic conductivity as much as 2.79 cm/hour.
Constant infiltration rate in Entisol was classed as rapid (13.5 cm/hour),
whereas that in Inceptisol infiltration was classed as somewhat rapid (8.2 cm/hour). Saturated hydraulic conductivity in each land of soil classed as
moderate, but Entisol has saturated hydraulic conductivity which was higher (2.97 cm/hour) as compared to that of Inceptisol (2.62 cm/hour).
classed as rapid, whereas constant infiltration rate in tea plantation included was categorized as moderate. Value of saturated hydraulic conductivity of forest land was classed as high, whitch value of 3.6 cm/hour. On the other land, saturated hydraulic conductivity in tea plantation land lower (2.0 cm/hour) and was classed as moderate.
KARAKTERISTIK INFILTRASI DAN HANTARAN
HIDROLIK TANAH DI SUB DAS CILIWUNG HULU
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Martina Winarni
A04400047
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
Judul : KARAKTERISTIK INFILTRASI DAN HANTARAN HIDROLIK TANAH DI SUB DAS CILIWUNG HULU
Nama : Martina Winarni NRP : A04400047
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Yayat Hidayat, M.Si Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.S NIP. 132 004 798 NIP. 131 861 468
Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir H. Supiandi Sabiham, M.Agr NIP. 130 422 698
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukoharjo pada tanggal 25 Maret 1983 dari bapak Wiyadi Haris Winandar dan ibu Sri Hastuti. Penulis adalah anak ke tiga dari tiga bersaudara.
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan yang selalu memberkati dan melimpahkan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Dengan segala hormat dan ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Keluarga terkasih : Bapak dan Ibu atas doa, pengorbanan, perjuangan dan dukungannya, serta keluarga kedua kakak; Mas Bambang dan Mbak Lina atas gotong-royongnya.
2. Ir. Yayat Hidayat, MSi sebagai pembimbing akademik dan pembimbing skripsi yang dengan sabar memberikan bimbingan dan arahan selama penulis melaksanakan studi di Institut Pertanian Bogor.
3. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS atas saran dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Balai Penelitian DAS Ciliwung–Cisadane untuk data-data yang menunjang skripsi .
5. Perkebunan teh PT. Ciliwung dan pengelola hutan di Gunung Telaga yang mengizinkan pelaksanaan penelitian.
6. Keluarga Mas Franky Tambingon atas dukungan selama masa kuliah penulis. 7. Keluarga Mas Hery Susanto atas dukungan serta doa dalam penyelesaian
tugas akhir. Keluarga besar GKJ Bogor atas dukungan doa.
9. Pihak yang membantu penelitian lapang : A’Dedi, Ronald, Mas Andri, Mas Mogi dan Sabar.
10.Keluarga besar rental DG Com: Mas Adi, Budi, Aris dan Wulan atas bantuan dalam penyusunan skripsi.
11.Keluarga besar Pondok Andika: Kristyan, Gina, Longgak, De’Erna, Nanda, Rano, Mbak Erna, Mbak Ganda dan Kak Vivi atas persaudaraan kita. Richard yang telah menguatkan saya untuk terus maju & meyakinkan bahwa saya mampu menyelesaikan tulisan ini.
12.Sahabat-sahabat : Yu Ning, Mbak Anita, Cholis, Amie, Mas Sugeng dan Mbak Ana meski kalian jauh tetapi tetap slalu kasih semangat.
13.Kino yang sabar mendukung tenaga, pikiran dan semuanya selama ini.
14.Teman-teman Tanah’37: Sofyan, Shary, Efrida, Reni, Ambar, Meylina, Nelson, Berly, Asih dan teman-teman PMT: Wawan, Diah, Ayu, Andien, Amier dan Jhonex atas dukungan dan persahabatan kalian.
15.Staf Departement Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan serta pihak lain yang mendukung penulisan skripsi ini.
Semoga skripsi ini dapat berguna secara langsung maupun tidak langsung. Amien.
Bogor, Maret 2007
DAFTAR ISI
Hantaran Hidrolik Tanah... 4
Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi dan Hantaran Hidrolik Tanah .... 5
Karakteristik Tanah ... 5
Karakteristik Infiltrasi pada Tanah Entisol dan Inceptisol ... 18
Karakteristik Infiltrasi pada Lahan Hutan dan Kebun Teh ... 20
Persamaan Infiltrasi ... 22
Hantaran Hidrolik Tanah... 24
Karakteristik Hantaran Hidrolik pada Tanah Entisol dan Inceptisol .... 25
Karakteristik Hantaran Hidrolik pada Lahan Hutan dan Kebun Teh .... 26
KESIMPULAN DAN SARAN ... 29
Kesimpulan... 29
Saran ... 29
DAFTAR TABEL
No. Halaman
Teks
1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah (Kohnke, 1968 dalam Lee, 1980) ... 15
2. Klasifikasi Hantaran Hidrolik Tanah (Foth, 1984) ... 15
3. Penggunaan Lahan di Sub DAS Ciliwung Hulu-Tugu Utara ... 16
4. Kelas Lereng di Sub DAS Ciliwung Hulu- Tugu Utara ... 17
5. Sebaran Tanah di Sub DAS Ciliwung Hulu- Tugu Utara ... 17
6. Infiltrasi pada Tanah Entisol dan Inceptisol... 19
7. Tekstur Tanah pada Tanah Entisol dan Inceptisol ... 20
8. Infiltrasi pada Penggunaan Lahan Hutan dan Kebun teh ... 21
9. Bahan Organik, Bobot Isi dan Ruang Pori Total pada Lahan Hutan dan Kebun Teh ... 22
10. Hantaran Hidrolik pada Tanah Entisol dan Inceptisol ... 26
11. Hantaran Hidrolik Tanah pada lahan hutan dan kebun teh ... 27
Lampiran 1. Perhitungan Persamaan Horton ... 34
2. Perhitungan Persamaan Kostiakov ... 35
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
Teks
1. Laju Infiltrasi di Sub DAS Ciliwung Hulu- Tugu Utara ... 18
2. Kurva Infiltrasi Lapang dan Model Horton, Kostiakov dan Philips ... 22
3. Korelasi Laju Infiltrasi Persamaan Horton dengan Laju Infiltrasi Hasil Pengukuran Lapang ... 23
4. Korelasi Laju Infiltrasi Persamaan Kostiakov dengan Laju Infiltrasi Hasil Pengukuran Lapang ... 24
5. Korelasi Laju Infiltrasi Persamaan Philips dengan Laju Infiltrasi Hasil Pengukuran Lapang ... 24
6. Hantaran Hidrolik Tanah pada lahan hutan dan kebun teh ... 25
Lampiran 1. Peta Tanah Sub DAS Ciliwung Hulu-Tugu Utara ... 37
2. Peta Lereng Sub DAS Ciliwung Hulu- Tugu Utara ... 38
3. Peta Penggunaan Lahan Sub DAS Ciliwung Hulu-Tugu Utara ... 39
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sumber daya air mempunyai peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan. Kesetimbangan antara pemenuhan kebutuhan hidup manusia, keberlanjutan pemanfaatan serta keberadaan sumberdaya air perlu diperhatikan karena jumlah air tidak berubah, tetapi ketersediaan sumber daya air di dalam tanah berubah jika siklus air terganggu.
Permasalahan umum yang terjadi dalam pengelolaan sumber daya air pada suatu wilayah adalah terjadinya banjir pada periode musim hujan dan ketersediaan air yang sangat terbatas (kekeringan) pada saat musim kemarau. Banjir dan kekeringan pada dasarnya disebabkan kurangnya daerah resapan air, sehingga saat turun hujan air tidak masuk ke dalam tanah dan pada saat musim kemarau persediaan air berkurang.
Permasalahan tersebut dapat diatasi melalui penerapan tindakan konservasi tanah dan air. Tindakan konservasi air pada prinsipnya sama dengan konservasi tanah karena antara tanah dan air mempunyai hubungan yang erat. Konservasi air pada prinsipnya adalah penggunaan air yang jatuh ke tanah se-efisien mungk in dan pengaturannya dirancang sehingga tidak terjadi banjir yang merusak dan terdapat cukup air pada musim kemarau (Arsyad, 2000).
tanah. Secara umum infiltrasi merupakan proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Proses ini sangat berkaitan dengan kemampuan tanah melalukan air ke dalam tanah yang disebut hantaran hidrolik tanah.
Tujuan
TINJAUAN PUSTAKA
Infiltrasi
Air merupakan bahan alam yang sangat berharga bukan hanya untuk kebutuhan manusia, hewan dan tanaman, melainkan juga merupakan media pengangkut, sumber energi serta untuk berbagai keperluan hidup lainnya (Aryad,2000). Adanya hal tersebut, kelestarian dan ketersediaan sumberdaya air perlu dijaga.
Infiltrasi merupakan salah satu komponen dari siklus hidrologi. Secara umum infiltrasi adalah proses pergerakan air masuk ke dalam tanah. Asdak (2002) menyatakan bahwa infiltrasi ialah pergerakan air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler/gerakan air ke arah lateral dan gravitasi/gerakan air ke arah vertikal. Hal tersebut sesuai dengan pendapat Seyhan (1990) yang mengemukakan bahwa air dapat bergerak ke dalam tanah dengan gaya gravitasi dan kapiler dalam suatu aliran yang disebut infiltrasi. Sedangkan menurut Arsyad (2000), infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah yang pada kondisi tidak jenuh terjadi di bawah pengaruh sedotan matrik dan gravitasi.
Laju infiltrasi adalah kecepatan masuknya air ke dalam tanah selama waktu tertentu. Laju infiltrasi menurun dengan bertambahnya waktu selama infiltrasi ( Baver, 1972 dalam Darmayanti, 2001), yang ditentukan oleh besarnya
kapasitas infiltrasi dan laju penyediaan air. Selama intensitas hujan (laju penyediaan air) lebih kecil daripada kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi
Kapasitas Infiltrasi yaitu kemampuan tanah menampung air yang masuk ke dalam tanah persatuan waktu (Haridjadja et al.,1990). Sifat-sifat tanah yang menentukan dan membatasi kapasitas infiltrasi adalah ukuran pori, kandungan air dan profil tanah (Arsyad, 2000). Hal tersebut didukung oleh Foth (1984) yang menyatakan bahwa keadaan pori dan kandungan air merupakan faktor terpenting yang menentukan infiltrasi dan jumlah aliran permukaan.
Hantaran Hidrolik Tanah
Secara kuantitatif hantaran hidrolik adalah kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh atau didefinisikan sebagai kecepatan air untuk menembus tanah pada periode waktu tertentu yang dinyatakan dalam sentimeter per jam (Baver,1959).
Hillel (1980) menyatakan bahwa hantaran hidrolik dipengaruhi oleh tekstur, struktur, porositas total dan distribusi ukuran pori. Hal tersebut didukung oleh Hillel (1971, dalam Darmansyah, 2004) yang menyatakan bahwa hantaran hidrolik tanah dipengaruhi oleh ukuran serta bentuk ruang pori yang dilalui air dan viskositas cairan tanah.
hantaran hidrolik yang mempunyai porositas tinggi dengan jumlah pori besar sedikit akan lebih rendah daripada tanah-tanah yang mempunyai porositas rendah dengan jumlah pori besar banyak.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi dan Hantaran Hidrolik Tanah Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi dan hantaran hidrolik tanah antara lain karakteristik tanah (tekstur, struktur, jenis mineral liat, stabilitas agregat, pemadatan tanah, bahan organik serta kadar air tanah) dan penggunaan lahan.
Karakteristik tanah
Tekstur tanah merupakan salah satu karakteristik tanah yang mempengaruhi infiltrasi. Tanah berpasir mempunyai proporsi pori makro yang lebih besar, sedangkan tanah bertekstur liat didominasi oleh pori-pori mikro. Pori tanah yang berukuran makro lebih berperan dalam proses pertukaran air dan udara di dalam tanah di bandingkan dengan tanah yang berukuran mikro (Baver et al.,1972). Kapasitas infiltrasi pada fraksi pasir lebih besar daripada fraksi liat karena liat banyak mengandung pori mikro, sedangkan fraksi pasir pori mikronya sedikit (Kartasapoetra, 1989).
kersai atau granular lebih terbuka dan sarang serta akan meresapkan air lebih cepat daripada tanah dengan susunan butir-butir primer yang lebih rapat.
Menurut Hardjowigeno (2003), tanah-tanah bertekstur pasir mempunyai daya menahan air lebih kecil daripada tanah bertekstur halus karena tanah yang bertekstur pasir butir-butirnya berukuran lebih besar, maka setiap satuan berat (setiap gram) mempunyai luas permukaan yang lebih kecil. Tanah-tanah bertekstur liat karena lebih halus maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan menahan air tinggi.
Jenis mineral liat juga mempengaruhi infiltrasi. Tipe mineral liat 2:1 seperti montmorilonit mempunyai kemampuan mengembang dan mengkerut yang besar, dalam keadaan basah pengembangan mineral liat tersebut akan menyebabkan mengecilnya/tertutupnya pori-pori tanah sehingga akan memperkecil infiltrasi (Haridjadja et al., 1990).
Selain hal itu, stabilitas agregat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi infiltrasi. Menurut Foth (1984), pukulan butir hujan pada tanah terbuka dapat memecahkan agregat sehingga akan menurunkan infiltrasi. Kohnke dan Bertrand (1959) menyatakan bahwa tanah dengan agregat yang mantap dapat mempertahankan kapasitas infiltrasi dengan baik. Hal tersebut sejalan dengan Haridjadja et al. (1990) bahwa agregat yang stabil mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dalam memelihara dan mempertahankan pori-pori sebagai jalan masuknya air dengan demikian agregat tidak stabil yang mudah pecah atau hancur akan menurunkan infiltrasi.
bahan organik merupakan sumber energi bagi organisme tanah dan dalam aktivitasnya beberapa organisme maupun mikroorganisme mengeluarkan bahan penyemen agregat tanah. Hal tersebut didukung oleh Soepardi (1983) yang mengemukakan bahwa bahan organik mampu memperbaiki sifat fisik tanah.
Pemadatan tana h menyebabkan kerusakan struktur tanah, sehingga kemampuan tanah menyerap air berkurang. Menurut Kartasapoetra (1989), pemadatan tanah terjadi karena pukulan air hujan, pengolahan tanah. Akibat berlangsungnya pemadatan tersebut pori-pori tanah menjadi berkurang, sehingga kemampuan infiltrasi menurun.
Kadar air tanah mempunyai peranan yang sangat penting dalam mempengaruhi laju infiltrasi tanah. Kadar air tanah mula- mula (antecedent soil
moisture condition) ketika mulai hujan menentukan banyaknya air yang dapat
masuk ke dalam tanah. Tanah-tanah yang kering mempunyai kemampuan yang lebih besar untuk memasukkan air ke dalam tanah (Haridjadja et al., 1990). Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan juga merupakan faktor yang mempengaruhi infiltrasi dan hantaran hidrolik karena berkaitan dengan vegetasi dan teknik pengelolaan lahan. Perbedaan jenis dan kerapatan vegetasi serta teknik pengelolaan lahan yang berbeda pada penggunaan lahan hutan dan kebun teh menyebabkan pengaruh yang berbeda terhadap infiltrasi dan hantaran hidrolik tanah.
porositas tanah (Rahim, 2003). Hal tersebut didukung oleh Kartasapoetra (1989) yang mengemukakan bahwa adanya vegetasi menutupi atau melindungi tanah dari pukulan air hujan, akar-akarnya dapat meningkatkan stabilitas tanah dan tanaman yang akarnya telah mati dapat menambah terbentuknya pori tanah dengan demikian infiltrasi meningkat.
Pengelolaan lahan merupakan salah satu usaha meningkatkan produktifitas lahan. Secara tidak langsung pengelolaan lahan me mpengaruhi infiltrasi dan hantaran hidrolik tanah.
• Hutan
Hutan merupakan sebidang tanah yang di atasnya terdapat tumbuhan dengan berbagai jenis dan ukuran yang mempunyai daya dukung untuk menghasilkan kayu serta hasil hutan lainnya yang dapat mempengaruhi iklim dan tata air daerah setempat (Sarief, 1985). Sedangkan Kartasapoetra (1989) menyatakan bahwa kawasan hutan sebagai ruangan hidup selain berbagai jenis vegetasi, juga persekutuan hidup binatang baik mikroorganisme, cacing ataupun binatang besar.
Hal tersebut di atas didukung oleh Sarief(1985) yang menyatakan bahwa peranan penting dari vegetasi hutan adalah melindungi tanah dari pukulan air hujan secara langsung dengan jalan mematahkan energi kinetiknya melalui tajuk, ranting dan batangnya. Adanya serasah yang jatuh akan terbentuk humus yang berguna untuk meningkatkan infiltrasi.
• Teh
Teh (Camellia sinensis (L) O. Kuntze) termasuk genus Camellia, family
Theaceae/Ternstroemiacea. Teh berbentuk pohon, tetapi karena dilakukan
pemangkasan secara rutin dan terus menerus tanaman teh menjadi perdu.Tanaman teh mempunyai akar tunggang yang panjang dan akar cabang yang tidak panjang serta tidak banyak.
Penanaman tanaman teh memerlukan teknik pengeloaan lahan dalam rangka peningkatan produktifitas teh. Pengaturan jarak tanam, pengendalian gulma, pemupukan, pemangkasan dan pemetikan teh merupakan bagian dalam pengelolaan kebun teh.
Pemetikan teh merupakan kegiatan pengambilan hasil berupa pucuk yang dilakukan secara teratur dan terus menerus. Selain untuk mendapatkan hasil, pemetikan juga berfungsi sebagai usaha membentuk kondisi tanaman agar dapat berproduksi tinggi secara berkesinambungan.
Pengelolaan kebun teh secara tidak langsung mempengaruhi infiltrasi dan hantaran hidrolik karena adanya pemangkasan memberikan peluang jatuhnya air hujan langsung ke permukaan tanah lebih besar, aktivitas pemetikan, pengendalian gulma, hama penyakit tanaman serta pemupukan dapat menyebabkan adanya pemadatan tanah. Adisewojo (1982) mengemukakan bahwa tanah di kebun teh menjadi padat akibat injak- injakan para pekerja dan pukulan air hujan terutama di kebun yang tanahnya belum tertutup tumbuh-tumbuhan dan sedikit bahan organik.
Sifat Umum Entisol
Sifat Umum Inceptisol
Hardjowigeno (2003) mengemukakan bahwa tanah Inceptisol juga merupakan tanah muda, tetapi lebih berkembang daripada tanah Entisol. Hal tersebut didukung oleh Foth (1984) yang menyatakan bahwa Inceptisol berasal dari bahasa latin inceptum, yang berarti permulaan tetapi lebih tua tanah Entisol.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat PenelitianPenelitian dilaksanakan pada bulan April sampai Oktober 2004. Lokasi penelitian terletak di sub DAS Ciliwung Hulu, yang secara administrasi termasuk Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Kabupaten Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan adalah air, peta tanah (Gambar Lampiran 1), peta lereng (Gambar Lampiran 2), peta penggunaan lahan (Gambar Lampiran 3), GPS, bor belgi, permeameter, tissue, double ring infiltrometer, penggaris, penampung air, gayung, sabit/gunting, tabung film, stop watch dan alat tulis.
Metode Penelitian Penentuan Titik Lapang
Pengukuran Laju Infiltrasi
Pengukuran laju infiltrasi di lapang menggunakan double ring infiltrometer. Pemasangan alat ring infiltrometer dilakukan dengan hati- hati untuk mengurangi kerusakan agregat tanah. Ring yang berdiameter kecil (ring dalam) terlebih dahulu dimasukkan ke dalam tanah denga n kedalaman 3-5 cm, kemudian ring berdiameter besar (ring luar) dipasang secara konsentris terhadap ring dalam. Setelah kedua ring dipasang, penggaris berskala diletakkan pada ring bagian dalam, lalu air dimasukkan secara bersamaan antara ring luar dan ring dalam. Pengukuran laju infiltrasi dilakukan selama 1-2 jam melalui pencatatan penurunan muka air ditentukan setiap selang waktu tertentu. Pada awal pengukuran selang waktu 30 detik, kemudian setelah mulai konstan selang waktu 1 menit dan 2 menit .
Pengukuran Hantaran Hidrolik Tanah
Prinsip pengukuran hantaran hidrolik tanah sama dengan infiltrasi. Lokasi pengukuran hantaran hidrolik pada penelitian ini berdekatan dengan pengukuran infiltrasi (jarak ± 2 m ). Pengukuran hantaran hidrolik tanah dengan menggunakan alat permeameter. Lokasi yang sudah dipersiapkan dibor ±20 cm, lalu alat
permeameter dipersiapkan. Tabung permeameter diisi air, tutup kran bagian atas
Analisis Data Infiltrasi
Pola laju infiltrasi secara umum diperoleh dengan memplotkan laju infiltrasi dan waktu infiltrasi. Klasifikasi laju infiltrasi berdasarkan kriteria Kohnke (1968 dalam Lee 1980) yang dapat dilihat pada Tabel 1. Karakteristik data infiltrasi pengukuran lapang dianalisis dengan menggunakan persamaan Horton, Kostiakov dan Philips.
Persamaan masing- masing model sebagai berikut :
• Model persamaan Horton : f = fc + (f0 – fc) e-k t
keterangan :
f : laju infiltrasi (cm/jam)
fc : kapasitas infiltrasi konstan (cm/jam) fo : kapasitas infiltrasi awal (cm/jam) e : bilangan alam 2,71828
k : konstanta (bilangan positif) t : waktu (jam)
Sp : parameter yang menunjukkan sorpsivitas tanah Ap : parameter yang menunjukkan hantaran hidrolik
• Persamaan Kostiakov f = cata-1
keterangan
f : laju infilrasi (cm/jam) c : konstanta
Tabel 1. Klasifikasi Infiltrasi Tanah (Kohnke, 1968 dalam Lee, 1980)
Data hantaran hidrolik yang diperoleh dari lapang diplotkan dalam kurva hubungan laju penurunan air dengan waktu yang kemudian dibuat trendline-nya untuk memperoleh pola hantaran hidrolik secara umum. Klasifikasi hantaran hidrolik berdasarkan kriteria Foth (1984) yang dapat dilihat pada Tabel 2. Sedangkan hantaran hidrolik jenuh dihitung dengan mengguna kan persamaan :
K =
K : hantaran hidrolik (cm/jam) h : ketinggian muka air (cm) r : jari- jari lubang (cm)
π : 3.14
Q : debit air (cm3/jam)
Tabel 2. Klasifikasi Hantaran Hidrolik Tanah (Foth, 1984)
Kelas hantaran hidrolik
(cm/jam)
Sangat tinggi > 36
Tinggi 3.6-36
Sedang 0.36-3.6
Agak rendah 0.036-0.36
Rendah 0.0036-0.036
HASIL DAN PEMBAHASAN
Keadaan Umum Lokasi Sub DAS Ciliwung Hulu
Penelitian berlokasi di sub DAS Ciliwung Hulu yang meliputi wilayah seluas ± 167 ha. Secara geografis terletak pada 60 41’55” LS - 60 42’12” LS dan 1060 58’10” BT - 1070 0’0” BT dan secara administrasi termasuk dalam wilayah Desa Tugu Utara, Kecamatan Cisarua, Bogor, Jawa Barat.
Penggunaan lahan di daerah ini adalah hutan, kebun teh, kebun campuran, sawah, villa serta pemukiman (Tabel 3). Kebun campuran merupakan penggunaan lahan dominan di lokasi penelitian meliputi areal seluas 54 ha atau sekitar 32.2 %, sedangkan sawah mempunyai persentase yang sangat rendah, yaitu sebesar 2.7 % dari 167 ha keseluruhan luas sub DAS ini.
Tabel 3. Penggunaan Lahan di Sub DAS Ciliwung Hulu- Tugu Utara
Penggunaan Lahan Luas
(Ha) (%)
Kebun Campuran 54.0 32.3
Teh 53.0 31.7
Hutan 36.0 21.5
Pemukiman 17.0 15.0
Villa 4.5 10.5
Sawah 2.5 2.7
Jumlah 167 100
Sumber : Peta Rupa Bumi skala 1 : 10.000 (Bakosurtanal, 1999)
Tabel 4. Kelas Lereng di Sub DAS Ciliwung Hulu-Tugu Utara
Kelas Lereng Luas
(%) (Ha) (%)
8-15 22.0 15.0
15-25 33.0 22.0
25-40 30.0 20.0
> 40 60.0 13.0
Jumlah 167 100
Sumber : Peta Rupa Bumi skala 1 : 10.000 (Bakosurtanal, 1999)
Jenis tanah yang terdapat di sub DAS Ciliwung Hulu adalah Inceptisol dan Entisol. Tanah Inceptisol mempunyai luasan yang lebih dominan, yaitu seluas 147.3 ha, sedangkan tanah Entisol seluas 19.7 ha (Tabel 5).
Tabel 5. Sebaran Tanah di Sub DAS Ciliwung Hulu-Tugu Utara
Jenis Tanah Luas
(Ha) (%)
Entisol 19.7 11.6
Inceptisol 147.3 88.4
Jumlah 167 100
Sumber : Peta Penggunaan Tanah 1 : 25.000 (Sub Direktorat Tata Guna Tanah, 1990)
Infiltrasi
0
Gambar 1. Laju Infiltrasi di sub DAS Ciliwung Hulu
Laju infiltrasi di sub DAS Ciliwung Hulu pada saat tidak jenuh berkisar 6 cm/jam sampai 360 cm/jam. Sedangkan pada saat kondisi tanah menjadi jenuh, laju infiltrasi konstan nilai berkisar antara 3 cm/jam sampai 36 cm/jam dengan rata-rata 11 cm/jam. Berdasarkan klasifikasi Kohnke (1968 dalam Lee,1980), laju infiltrasi konstan tersebut tergolong dalam kelas agak cepat.
Hal tersebut karena pada awal pengukuran kondisi tanah tidak jenuh, proses masuknya air ke dalan tanah dipengaruhi oleh hisapan matriks dan gaya gravitasi. Semakin lama proses berlangsung, kondisi tanah semakin jenuh sehingga pengaruh hisapan matrik semakin berkurang. Pada saat kondisi tanah jenuh pergerakan air hanya dipengaruhi gaya gravitasi sehingga kemampuan tanah meresapkan air berkurang secara nyata.
Karakteristik Infiltrasi pada Tanah Entisol dan Inceptisol
Entisol termasuk dalam kelas cepat (13.5 cm/jam), sedangkan pada tanah
Inceptisol laju infiltrasi konstannya termasuk dalam kelas agak cepat (8.2 cm/jam). Beda rata-rata laju infiltrasi konstan pada tanah Entisol dan
Inceptisol sebesar 39 %.
Tabel 6. Infiltrasi pada Tanah Entisol dan Inceptisol
Jenis Tanah
kandungan fraksi pasir yang lebih banyak dan porositas tanah yang lebih tinggi akan mudah meloloskan air, sehingga laju infiltrasi lebih tinggi. Hal tersebut sesuai dengan pendapat Arsyad (2000) yang mengemukakan bahwa tekstur lempung berpasir memiliki infiltrasi yang lebih tinggi diband ingkan dengan tanah dengan tekstur lempung berliat.
Tabel 7. Tekstur Tanah pada Tanah Entisol dan Inceptisol
Jenis Tanah
Sumber : Analisis Laboratorium
Karakteristik Infiltrasi pada Lahan Hutan dan Kebun Teh
Tabel 8. Infiltrasi pada Lahan Hutan dan Kebun Teh
Penggunaan Lahan Laju Infiltrasi Konstan Laju infiltrasi
Kepadatan tanah yang terjadi pada kebun teh akibat pengelolaan lahan teh yang mempengaruhi bobot isi dan ruang pori tanah. Bobot isi tanah pada kebun teh lebih tinggi (0.8 gr/cm3) jika dibandingkan dengan lahan hutan (0.7 gr/cm3). Bobot isi yang tinggi pada kebun teh menyebabkan ruang pori tanah kebun teh rendah, yaitu sebesar 68.2 %, sedangkan ruang pori pada lahan hutan sebesar 74.1 % (Tabel 9). Hal tersebut mengakibatkan nilai laju infiltrasi konstan dan hantaran hidrolik jenuh tanah pada lahan hutan lebih tinggi daripada kebun teh.
hutan mempunyai kandungan bahan organik tanah yang lebih tinggi (1.3 %) sedangkan kandungan bahan organik tanah pada kebun teh 1.1 % (Tabel 9). Tabel 9. Bahan Organik Tanah, Bobot Isi dan Ruang Pori Total pada Lahan Hutan
dan Kebun Teh
Karakteristik infiltrasi diidentifikasikan menggunakan persamaan Horton, Kostiakov dan Philips. Berdasarkan hasil penyederhanaan data infiltrasi lapang maka diperoleh persamaan Horton (f = 0.25 + (0.929) e –0.0214t), persamaan Kostiakov (f =3.6264 t –0.3666) dan persamaan Philips (f = 2.6617 t -1/2 + 0.0383).
Gambar 2. Kurva Infiltrasi Hasil Pengukuran Lapang, Analisis Model Horton, Kostiakov, dan Philips
: Laju inflitrasi lapang
: Laju inflitrasi Horton
: Laju inflitrasi Kostiakov
Kurva infiltrasi lapang dan hasil perhitungan persamaan (Gambar 2) dibangun dari plot hubungan laju infiltrasi hasil pengukuran serta hasil analisis dengan waktu. Berdasarkan gambar tersebut dapat diketahui bahwa laju infiltrasi persamaan horton mempunyai koefisien determinasi (R2) sebesar 0.93. Koefisien determinasi tersebut lebih tinggi jika dibandingkan dengan koefisien pada persamaan Kostiakov (R2 = 0.90) dan persamaan Philips (R2 = 0.81).
Hasil analisis korelasi (Gambar 3) menunjukkan bahwa laju infiltrasi hasil prediksi model Horton mempunyai korelasi yang lebih erat dengan laju infiltrasi hasil pengukuran lapang dibandingkan dengan model infiltrasi Kostiakov dan Philips seperti ditunjukkan oleh koefisien determinasi sebesar 0.82 (Horton), 0.68 (Kostiakov), 0.56 (Philips). Oleh karena itu model infiltrasi horton merupakan model yang sesuai untuk memprediksi laju infiltrasi di Sub DAS Ciliwung Hulu.
R2 = 0.82
0 20 40 60 80 100 120 140
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Laju Infiltrasi Horton(cm/jam)
Laju Infiltrasi Lapang (cm/jam)
R2 = 0.65
Gambar 4. Korelasi Laju Infiltrasi Persamaan Kostiakov dengan Laju Infiltrasi Pengukuran Lapang
R2
Gambar 5. Korelasi Laju Infiltrasi Persamaan Philips dengan Laju Infiltrasi Pengukuran Lapang
Hantaran Hidrolik Tanah
cm/jam sampai 4.95 cm/jam. Berdasarkan hasil perhitungan hantaran hidrolik jenuh tanah pada pengukuran lapang di sub DAS Ciliwung Hulu termasuk dalam kelas sedang dengan nilai rata-rata hantaran hidrolik jenuh sebesar 2.79 cm/jam.
Hantaran hidrolik tanah menurun dengan bertambahnya waktu (Gambar 6) karena pergerakan air pada saat tanah tidak jenuh dipengaruhi oleh hisapan matriks dan gaya gravitasi. Semakin lama proses berlangsung, kondisi tanah semakin jenuh sehingga hisapan matrik semakin berkurang. Pada saat kondisi tanah jenuh pergerakan air hanya dipengaruhi gaya gravitasi sehingga kemampuan tanah menyerap air berkurang.
0
Gambar 6. Hantaran Hidrolik di sub DAS Ciliwung Hulu
Hantaran Hidrolik pada Ta nah Entisol dan Inceptisol
Tabel 10. Hantaran Hidrolik Jenuh pada Tanah Entisol dan Inceptisol
Jenis Tanah Hantaran Hidrolik Jenuh
(cm/jam) Kelas
Perbedaan nilai hantaran hidrolik jenuh pada tanah Entiasol dan Inceptisol lebih dipengaruhi oleh tekstur tanah yang berbeda. Tanah Entisol termasuk dalam kelas lempung berliat dengan kandungan fraksi pasir (51.7 %), sedangkan tanah Inceptisol termasuk dalam kelas lempung berpasir dengan fraksi pasir (33.2 %). Kandungan fraksi pasir yang lebih tinggi menyebabkan air lebih mudah masuk ke dalam tanah dan pergerakan air tidak terhambat.
Hantaran Hidrolik pada Lahan Hutan dan Kebun Teh
(Tabel 11). Hantaran hidrolik tanah pada lahan hutan lebih tinggi sekitar 45 % daripada hantaran hidrolik kebun teh.
Tabel 11. Hantaran Hidrolik Jenuh pada Lahan Hutan dan Kebun Teh. Penggunaan Lahan Hantaran Hidrolik Jenuh
(cm/jam) Kelas
Secara tidak langsung bahan organik mempengaruhi hantaran hidrolik tanah karena dapat memperbaiki sifat fisik tana h. Bahan organik berperan dalam menurunkan bobot isi tanah dan meningkatkan ruang pori tanah melalui proses granulasi tanah sehingga menurunkan tingkat kepadatan tanah. Soepardi (1983) menyatakan bahwa bahan organik memungkinkan zarah yang lepas terikat dan membentuk agregat yang lebih besar dan mantap sehingga volume pori tanah menjadi tinggi.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Laju infiltrasi konstan di sub DAS Ciliwung Hulu termasuk dalam kelas agak cepat dengan nilai 11 cm/jam.
2. Hantaran hidrolik tanah jenuh secara umum pada sub DAS Ciliwung termasuk dalam kelas sedang (2.79 cm/jam).
3. Laju infiltrasi konstan dan hantaran hidrolik jenuh pada tanah Entisol lebih tinggi dari tanah Inceptisol. Laju infiltrasi pada tanah Entisol sebesar 13.5 cm/jam dan pada tanah Inceptisol 8.2 cm/jam. Hantaran hidrolik tanah Entisol yaitu 2.97 cm/jam, sedangkan pada tanah Inceptisol 2.62 cm/jam. 4. Karakteristik laju infiltrasi konstan dan hantaran hidrolik jenuh pada
penggunaan lahan hutan lebih tinggi dari kebun teh. Laju infiltrasi pada lahan hutan 16.5 cm/jam dan pada kebun teh 5.6 cm/jam. Hantaran hidrolik pada lahan hutan sebesar 3.6 cm/jam dan kebun teh 2.0 cm/jam.
5. Model infiltrasi Horton mempunyai korelasi yang lebih erat dengan hasil pengukuran lapang dengan koefisien determinasi (R2) sebesar 0.82, sehingga moedel tersebut dapat digunakan untuk memprediksi infiltrasi di lokasi penelitian.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Adisewojo, S. R. 1982. Bercocok Tanam Teh. Sumur Bandung. Bandung. Arsyad, S. 2000. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor
Asdak, C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada Press. Yogyakarta.
Baver, L. D. 1959. Soil Physics. 3rd ed John Wiley & Sons, Inc., New York. Chritiani, R. E. 2003. Sifat Fisika, Kimia, dan Biologi Tanah serta Produksi Teh
(Camellia sinensis (L) O. Kuntze) pada Andisol di Perkebunan Teh Gunung
Mas PTPN VIII, Cisarua, Bogor. Skripsi. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Darmansyah, A. 2004. Hantaran Hidrolik Jenuh Tanah sebagai Akibat Berbagai Pengelolaan Lahan. Skripsi. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Darmayanti, N. 2001. Pengaruh Lalu lintas Alat Potong Rumput terhadap Perubahan Sifat Fisik Tanah dan Pengaruh Aerasi terhadap Laju Infiltrasi Lapangan Golf di Klub Golf Bogor Raya. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Foth, D. H. 1984. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Terjemahan Fundamental of Soil Science. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta.
Haridjadja O, K. Murtilaksono, Sudarmo, L.M. Rahman. 1990. Hidrologi Pertanian. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Hillel, D. 1980. Fundamental of Soil Physics. Academic Press Inc. New York. Kartasapoetra, A. G. 1989. Kerusakan Tanah Pertanian dan Usaha untuk
Merehabilitasinya. Bina Aksara. Jakarta.
Kohnke, H. and A. R. Bertrand. 1959. Soil Conservation. McGraw-Hill Book Co. Inc., New York.
Lee, R. 1980. Hidrologi Hutan. Terjemahan Forest Hidrology. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Oktaviani, W. 2006. Pengelolaan Pemangkasan Tanaman Teh (Camellia sinensis
(L) O. Kuntze) di PT. Tambi Unit Perkebunan Bedakah, Wonosobo, Jawa
Tengah. Skripsi. Program Studi Agronomi. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Rahim, S. E. 2003. Pengendalian Erosi Tanah dalam Rangka Pelestarian Lingkungan Hidup. Bumi Aksara. Jakarta.
Sarief, E. F. 1985. Konsevasi Tanah dan Air. Pustaka Buana. Bandung.
Seyhan, E. 1990. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Departemen Ilmu- Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Soepraptohardjo, M. 1961. Jenis-Jenis Tanah di Indonesia. Lembaga Penelitian Tanah. Bogor.
Sosrodarsono, S dan K. Takeda. 2003. Hidrologi untuk Pengairan. PT, Pradya Paramita. Jakarta.
Tabel Lampiran 1. Perhitungan Persamaan Horton.
No Uraian
1 ft = fc + (f0 – fc) e-kt
ft-fc = (f0 – fc) e-kt
2 ln (ft-fc) = ln (f0 – fc)-kt
Y = a - bx
3 Tabel Data Pengukuran Lapang
? h ? t f t ft-fc ln (ft-fc) 3.20 0.50 1.60 - 1.35 -
- - - -
- - - -
- - - -
0.50 2.00 0.25 - 0 -
fc=0.25 X Y
4 Berdasarkan tabel diatas dibuat grafik, t sebagai sumbu x dan ln (ft- fc) sebagai sumbu Y maka diperoleh persamaan Y =a-bx
5 Dari nilai persamaan tersebut diperoleh : nilai ln (f0 – fc) = a , f0 – fc = ant ln (f0 – fc)
nilai k = b
6 Nilai f0-fc dan k yang diperoleh dimasukkan ke dalam persamaan
Tabel Lampiran 2. Perhitungan Persamaan Kostiakov.
No Uraian
1 F = c t a
2 log F = log c + a log t Y = a + b x
3 Tabel Data Pengukuran Lapang
? h ? t t f F Log F Log t
3.20 0.50 0.50 1.6 1.6 - -
- - - -
- - - -
- - - -
0.50 2.00 162.50 0.25 104.75 - -
Y X
4 Berdasarkan tabel diatas dibuat grafik, log t sebagai sumbu x dan log F sebagai sumbu Y maka diperoleh persamaan Y = a+bx
5 Dari nilai persamaan tersebut diperoleh : Nilai log c = a, c = ant log c
Nilai a = b
6 Persamaan F = cta dibuat nilai turunannya untuk memperoleh niali f, maka diperoleh persamaan f = cata-1
Tabel Lampiran 3. Perhitungan Persamaan Philips.
No Uraian
1 F=Spt1/2+Apt
2 Data yang diperoleh dari lapang dihitung dengan menggunakan metode eliminasi.
Contohnya pada t = 4, diketahui nilai F =10.8 pada t = 156.5, diketahui nialai F =104 maka 10.8 = 2Sp + 4Ap
6.8 = 12.5Sp + 156.5Ap
3 Berdasarkan perhitungan diatas diperoleh nilai Sp dan Ap
4 Persamaan F = Spt1/2+Apt dibuat nilai turunannya untuk memperoleh niali f, maka diperoleh persamaan f = 1/2Spt-1/2+Ap.
