LAPORAN PRAKTIKUM
KONSERVASI DAN REKLAMASI LAHAN
Semester: Ganjil 2016
Atika Nur Solikhah NIM. A1L014029
Rombongan 2
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
ii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kehadirat Allah SWT, karena atas kehendak-Nya penulis dapat
menyelesaikan penyusunan laporan hasil praktikum ini dengan baik. Penulis
mengucapkan terimakasih dalam penyusunan laporan penulis ini kepada semua
pihak yang telah terlibat dalam penyusunan laporan ini baik secara langsung
maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terimakasih kepada segenap Dosen
Konservasi dan Reklamasi Lahan, segenap asisten praktikum Konservasi dan
Reklamasi Lahan, terkhusus untuk asisten penanggungjawab rombongan 2 yaitu
Muhamad Faisal, teman-teman rombongan 2 sebagai partner penulis dalam
praktikum ini serta kepada orang tua penulis yang telah mendukung penyusunan
laporan ini baik secara materil maupun moril. Tujuan dari penyusunan laporan ini
adalah sebagai pertanggungjawaban penulis yang telah melaksanakan serangkaian
praktikum Konservasi dan Reklamasi Lahan.
Penulis sadar bahwa tidak ada sebuah karya yang sempuna, begitu juga
dengan laporan praktikum ini. Semoga dapat bermanfaat bagi yang
membutuhkan. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih, semoga hasil
laporan praktikum ini bermanfaat.
Purwokerto, 12 Desember 2016
iii
PENGUKURAN ENERGI KINETIK HUJAN DENGAN METODE SPLASH CUPS . 1 I. PENDAHULUAN ... 2
HANTARAN HIDROLIK (HIDROLIC CONDUCTIVITY) ... 23
I. PENDAHULUAN ... 24
A. Latar Belakang ... 24
B. Tujuan ... 26
iv
CARA MENGANALISIS SIFAT-SIFAT HUJAN ... 63
I. PENDAHULUAN ... 64
A. Latar Belakang ... 64
B. Tujuan ... 65
v
III. METODE PRAKTIKUM ... 69
A. Alat dan Bahan ... 69
B. Prosedur Kerja ... 69
IV. HASIL DAN PEMBAHSAN... 70
A. Hasil ... 70
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar halaman
Gambar 1. Alat penakar curah hujan ... 76
Gambar 2. Alat ukur curah hujan Netta ... 77
Gambar 3. Alat ukur curah hujan hellman ... 78
Gambar 4. Denah patok ... 95
Gambar 5. Ondol-ondol ... 97
vii
DAFTAR TABEL
Tabel halaman
Tabel 1.1 Tipe vegetasi naungan... 8
Tabel 1.2 Tipe vegetasi tanpa naungan ... 8
Tabel 1.3 Uji T energi kinetik ... 9
Tabel 1.4 Analisis regresi naungan ... 9
Tabel 1.5 Analisis regresi linier tanpa naungan ... 10
Tabel 2.1 Data pengukuran 1 ... 32
Tabel 2.2 Data pengukuran 2 ... 32
Tabel 3.1 Laju infiltrasi ... 51
Tabel 3.2 Persamaan Horton ... 51
Tabel 3.3 Persamaan Konstiakov ... 51
LAPORAN PRAKTIKUM
KONSERVASI DAN REKLAMASI LAHAN
ACARA I
PENGUKURAN ENERGI KINETIK HUJAN DENGAN METODE SPLASH CUPS
Semester: Ganjil 2016
Atika Nur Solikhah NIM. A1L014029
Rombongan 2
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
2
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia memiliki jenis tanah yang cukup subur. Tanah merupakan
sumber daya alam yang dapat digunakan untuk pertanian, tanah mempunyai dua
fungsi utama, yaitu sebagai sumber hara bagi tumbuhan dan sebagai tempat
berjangkarnya akar tumbuhan. Tanah selalu mengalami perubahan-perubahan
baik yang disebabkan oleh material yang dimiliki tanah itu sendiri atau pun yang
disebabkan karena material yang berasal dari luar tubuh tanah. Perubahan yang
terjadi akan menyebabkan terjadinya penurunan produktivitas tanah. Penurunan
produktivitas tanah sama dengan tanah tersebut mengalami kerusakan tanah.
Kerusakan tanah dapat terjadi oleh kehilangan unsur hara dan bahan organik di
daerah perakaran, terkumpulnya garam di daerah perakaran (salinisasi), terkumpul
atau terungkapnya unsur atau senyawa yang merupakan racun bagi tanaman,
penjenuhan tanah oleh air (water logging) dan erosi.
Erosi adalah proses perpindahan material tanah dari satu tempat ke tempat
yang lain oleh media tertentu, seperti air, angin dan lain sebagainya. Perpindahan
tanah dari tempat satu ke tempat lain tersebut akan menimbulkan beberapa
dampak yang tidak diinginkan karena di tempat asal tanah tersebut,
perpindahannya akan membuat tanah lebih terbuka dan unsur hara yang
dibutuhkan oleh tanaman hilang karena sebagian besar unsur yang terkandung di
3
pengikisan berhenti dan mengendap sebagai sedimen, menimbulkan beberapa
akibat yang salah satunya adalah terganggunya saluran-saluran air dan jika terjadi
di sungai-sungai ataupun di waduk-waduk maka hal itu akan mengganggu
penyediaan air bersih yang bersumber dari air permukaan.
Besarnya erosi yang terjadi di suatu wilayah perlu diketahui. Hal tersebut
merupakan hal yang penting karena selain dapat mengetahui banyaknya tanah
yang terangkut juga dapat digunakan sebagai salah satu jalan untuk mencari
sebuah solusi dari permasalahan tersebut. Kerusakan tanah oleh satu atau lebih
proses tersaebut menyebabkan berkurangnya kemampuan tanah untuk mendukung
pertumbuhan tumbuhan atau menghasilkan jasa atau barang. Salah satu penyebab
terjadinya erosi adalah dengan adanya hujan, sehingga untuk mengetahui
kemampuan hujan yang dapat menimbulkan erosi perlu dilakukan pengujian salah
satunya ialah dengan metode splash cups. Praktikum acara I ini akan dilakukan
pengukuran energy kinetic hujan dengan metode Splash Cups.
B. Tujuan
Praktikum acara I ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui besarnya energi kinetis hujan melalui pendekatan splash cup
dengan media pasir.
2. Mengetahui energi kinetis hujan pada berbagai macam vegetasi.
3. Melihat hubungan antar energi kinetis hujan dengan jumlah curah hujan
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
Tanah merupakan hasil evolusi dan mempunyai susunan teratur yang unik
yang terdiri dari lapisan-lapisan yang berkembang secara genetik. Proses-proses
pembentukan tanah atau perkembangan tanah dapat dilihat sebagai penambahan,
pengurangan, perubahan atau translokasi (Hakim, 1986). Tanah merupakan
bagian dari lapisan permukaan bumi. Pembentukan tanah berasal dari proses
pelapukan yaitu proses pemecahan atau penghancuran. Pelapukan tersebut berasal
dari batuan induk menjadi bahan induk tanah, diikuti oleh proses pencampuran
bahan organik yaitu sisa-sisa tumbuhan yang lapuk oleh mikroorganisme.
Pelapukan bahan induk dipengaruhi oleh faktor iklim terutama faktor curah hujan,
suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (termasuk vegetasi, mikroba,
organisme tanah dan manusia), pada suatu topografi atau relief dalam jangka
waktu tertentu. Karena adanya faktor-faktor tersebut, maka tanah suatu tempat
pasti berbeda dengan tempat lainnya. Perbedaan tersebut ada pada ciri-ciri
morfologi tanah baik itu dari warna, tekstur, struktur, hingga menyangkut masalah
unsur-unsur pembentukannya. Berdasarkan ciri-ciri tersebut, maka dapat
diketahui profil tanah yang merupakan petunjuk dari proses-proses yang dialami
oleh suatu tanah selama pelapukan dan perkembangannya. Perbedaan intensitas
faktor-faktor pembentuk tanah dapat digunakan untuk menentukan suatu jenis
tanah (Buckman, 1982).
Erosi merupakan proses penghanyutan tanah oleh desakan atau kekuatan air
5
tindakan/perbuatan manusia (Kartasapoetra, 2005). Secara umum erosi merupakan
fungsi dari iklim, topografi, vegetasi, tanah dan aktivitas manusia. Selain kelima
faktor penyebab erosi tersebut, sedimentasi juga dipengaruhi oleh energi yang
ditimbulkan oleh kecepatan aliran air, debit air yang mengalir dan juga mudah
tidaknya material-material (partikel-partikel terangkut). Semakin besar energi
yang ada, semakin besar tenaga yang ditimbukan untuk menggerus material
(tanah , batuan) yang dilalui. Demikian juga semakin besar debit (volume) aliran
semakin banyak pula bahan-bahan yang terangkut. Mudah tidaknya material
terangkut tergantung dari ukuran besar butir, bahan-bahan yang halus akan lebih
mudah terangkut daripada bahan-bahan yang lebih besar (Tim Peneliti
BP2TPDAS IBB, 2002).
Erosi tanah dapat terjadi sebagai akibat aliran radiasi, angin atau air, dan
seringkali karena kombinasi ketiga-tiganya. Tanah sangat peka terhadap radiasi,
khususnya di daerah beriklim kering. Ketika suhu tanah terlalu tinggi atau tanah
terlalu kering, misalnya setelah terjadi penggundulan dari vegetasi atau penutup
mulsa, kehidupan tanah menjadi terancam, pertumbuhan dan berfungsinya akar
menjadi tidak optimal, dan humus pada lapisan atas terurai. Sebagai akibatnya
permukaan tanah liat akan tertutup karena terpaan air hujan, sedangkan tanah
pasir akan kehilangan ikatannya. Keadaan seperti ini akan mengakibatkan
meningkatnya erosi oleh air dan angin (Reijntjes et al, 1999).
Kemampuan hujan untuk dapat menghancurkan agregat tanah ditentukan
oleh besarnya energi kinetik dari air hujan yang jatuh di atas permukaan tanah.
6
kinetik yang dihasilkan yang dapat menentukan besar kecilnya erosi yang akan
diakibatkannya. Semakin tinggi intensitas hujan maka akan semakin banyak
proses pelepasan butiran tanah dari agregatnya melalui erosi percikan (Splash
Erosion). Dengan intensitas hujan yang tinggi maka limpasan permukaan akan
tinggi pula. Oleh karena itu, kombinasi antara percikan air hujan dan laju
limpasan permukaan merupakan dua kekuatan yang saling mempengaruhi untuk
menyebabkan terjadinya erosi tanah. Penataan lahan dan tanaman dapat
membantu memperkecil erosi sekaligus dapat meningkatkan produktivitas tanah,
karena jika permukaan tanah tertutup oleh tanaman maka pukulan air hujan tidak
langsung dapat menghantam permukaan tanah tersebut sehingga erosi percikan
yang terjadi sangat kecil. Selain itu dengan penataan lahan seperti penterasan
maka laju limpasan permukaan menjadi lambat sehinga daya gerus limpasan
permukaan terhadap permukaan tanah akan menjadi kecil. Akibatnya pada daerah
yang telah mengalami penataan lahan dan tanaman dengan baik maka bahaya
7
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
Praktikum ini membutuhkan beberapa bahan dan alat. Bahan yang digunakan
pada praktikum ini yaitu pasir lolos saringan 0,5 mm dan aquades. Alat yang
digunakan pada praktikum ini yaitu splash cups, timbangan analitik, dapur
pengering, kantong plastik, dan alat tulis.
B. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada acara I ini adlah sebagai berikut:
1. Splash cups ditimbang terlebih dahulu.
2. Splash cups diisi dengan pasir yang telah dicuci berdiameter 0,25-0,50 mm
sampai penuh. Sambil diketuk-ketuk secara pelan-pelan hingga rata.
3. Lokasi dengan naungan vegetasi dicari dan titik-titik pemasangan untuk
splash cups ditentukan berdasarkan lokasi tersebut. Splash cups juga dipasang
di tempat terbuka sebagai pembanding.
4. Splash cups yang telah diketahui beratnya diperciki air dan ditempatkan pada
nampan lalu diletakkan pada titik pengamatan yang telah ditentukan.
5. Setiap 24 jam splash cups diamati lalu besarnya curah hujan dicatat dengan
mengukur jumlah air yang tertampung didalam nampan, dan splash cups
tersebut ditimbang setelah dikeringkan pada dapur pengering.
6. Setiap 24 jam sekali dilakukan pengamatan selama 3 hari lalu hasil
8
9 Tabel 1.3 Uji T Energi Kinetik
T N T- N- (T- )² (N- )²
Tabel 1.4 Analisis Regresi Linier Naungan
10
Tabel 1.5 Analisis Regresi Linier Tanpa Naungan
X Y X2 Y2 XY
22 192,80 484 37.171,84 4.241,6
22 -184,09 484 33.889,12 -4.049,98
22 45,45 484 2.065,70 999,9
22 95,18 484 9.059,23 2.093,96
0 26,13 0 682,77 0
0 37,5 0 1.406,25 0
0 28,40 0 806,56 0
0 35,73 0 1.276,63 0
37 66,28 1.369 4.393,03 2.452,36
37 73,86 1.369 5.455,29 2.732,82
37 88,25 1.369 7.788,06 3.265,25
37 106,86 1.369 11.419,05 3.953,82
11
B. Pembahasan
Tanah merupakan sumber daya alam yang dapat digunakan untuk pertanian,
tanah mempunyai dua fungsi utama, yaitu sebagai sumber hara bagi tumbuhan
dan sebagai tempat berjangkarnya akar tumbuhan. Tanah selalu mengalami
perubahan-perubahan baik yang disebabkan oleh material yang dimiliki tanah itu
sendiri atau pun yang disebabkan karena material yang berasal dari luar tubuh
tanah. Menurut Sutedjo (2002), tanah akan selalu mengalami
perubahan-perubahan yaitu antara lain perubahan-perubahan segi fisik, kimia ataupun biologi.
Perubahan-perubahan ini terutama terjadi karena pengaruh berbagai unsur iklim,
tetapi tidak sedikit pula yang dipercepat oleh tindakan atau perlakuan manusia.
Kerusakan tubuh tanah mengakibatkan berlangsungnya perubahan-perubahan
yang berlebihan misalnya kerusakan dengan lenyapnya lapisan olah tanah yang
12
Erosi adalah proses hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian
tanah dari suatu tempat yang terangkut oleh air atau angin ke tempat lain. Tanah
yang tererosi diangkut oleh aliran permukaan akan diendapkan di tempat-tempat
aliran air melambat seperti sungai, saluran-saluran irigasi, waduk, danau atau
muara sungai. Hal ini berdampak pada mendangkalnya sungai sehingga
mengakibatkan semakin seringnya terjadi banjir pada musim hujan dan
kekeringan pada musim kemarau (Sucipto, 2007). Arsyad (1989), menambahkan
erosi adalah pengikisan atau kelongsoran material yang sesungguhnya merupakan
proses penghanyutan tanah oleh desakan-desakan atau kekuatan air dan angin baik
yang berlangsung secara alamiah maupun sebagai akibat tindakan atau perbuatan
manusia. Erosi yang juga disebut sebagai pengikisan atau kelongsoran tanah
adalah merupakan proses penghanyutan tanah oleh desakan-desakan atau
kekuatan air dan angin baik yang berlangsung secara alamiah maupun sebagai
akibat atau tindakan dari manusia.
Baver (1989) menggambarkan hubungan fungsi erosi dengan faktor-faktor
penyebab erosi sebagai berikut:
E = f (C;S;V;T;H)
E adalah jumlah erosi f adalah fungsi.
C adalah faktor iklim (curah hujan, sinar matahari, angin dan temperatur).
S adalah faktor tanah (tekstur dan struktur).
V adalah faktor vegetasi (pengelolaan tanaman).
13
H adalah faktor tindakan manusia (teknologi yang digunakan untuk
mengolah lahan dan tanaman).
Mengkaji fungsi erosi yang dikemukakan oleh Baver di atas maka dapat
ditarik kesimpulan bahwa erosi adalah merupakan fungsi-fungsi dari iklim, tanah,
tanaman, topografi dan tindakan manusia; artinya bahwa kejadian hujan yang
menimbulkan erosi merupakan interaksi dari kelima faktor di atas; dengan
perkataan lain bahwa erosi tidak dapat dihitung bila kita hanya mengetahui satu
faktor saja.
Air hujan yang menimpa tanah-tanah terbuka akan menyebabkan tanah
terdispersi. Sebagian dari air hujan yang jatuh tersebut akan mengalir di atas
permukaan tanah. Banyaknya air hujan yang mengalir diatas permukaan tanah
tergantung pada hubungan antara jumlah dan intensitas hujan dengan kapasitas
infiltrasi tanah dan kapasitas penyimpanan air tanah. Kekuatan perusak air yang
mengalir diatas permukaan tanah akan semakin besar dengan semakin curam dan
makin panjang lereng permukaan tanah. Erosivitas adalah kekuatan hujan
menimbulkan erosi. Erosivitas hujan merupakan fungsi dari intensitas dan durasi
hujan, massa, diameter dan kecepatan air hujan. Untuk menghitung erosivitas
diperlukan analisis dari distribusi ukuran butiran hujan. Laws dan Parsons (1943)
berdasarkan penelitian di Timur Amerika Serikat menunjukkan bahwa ukuran
butir hujan bervariasi seiring denga intensitas hujan.
Thamrin dan Hendarto (1992), kemampuan hujan untuk dapat
menghancurkan agregat tanah ditentukan oleh besarnya energi kinetik dari air
14
mencerminkan besar kecilnya energi kinetik yang dihasilkan yang dapat
menentukan besar kecilnya erosi yang akan diakibatkannya. Semakin tinggi
intensitas hujan maka akan semakin banyak proses pelepasan butiran tanah dari
agregatnya melalui erosi percikan (Splash Erosion). Dengan intensitas hujan yang
tinggi maka limpasan permukaan akan tinggi pula. Oleh karena itu, kombinasi
antara percikan air hujan dan laju limpasan permukaan merupakan dua kekuatan
yang saling mempengaruhi untuk menyebabkan terjadinya erosi tanah. Penataan
lahan dan tanaman dapat membantu memperkecil erosi sekaligus dapat
meningkatkan produktivitas tanah, karena jika permukaan tanah tertutup oleh
tanaman maka pukulan air hujan tidak langsung dapat menghantam permukaan
tanah tersebut sehingga erosi percikan yang terjadi sangat kecil. Selain itu dengan
penataan lahan seperti penterasan maka laju limpasan permukaan menjadi lambat
sehinga daya gerus limpasan permukaan terhadap permukaan tanah akan menjadi
kecil. Akibatnya pada daerah yang telah mengalami penataan lahan dan tanaman
dengan baik maka bahaya erosi dapat dihindarkan.
Erosi percikan (splash erosion) adalah terlepas dan terlemparnya partikel-
partikel tanah dari massa tanah akibat pukulan butiran air hujan secara langsung.
Proses erosi oleh air merupakan kombinasi dua sub proses yaitu :
1. Penghancuran struktur tanah menjadi butir-butir primer oleh energi tumbuk
butir-butir hujan yang menimpa tanah dan perendaman oleh air yang
tergenang, dan pemindahan (pengangkutan) butir-butir tanah oleh percikan
15
2. Penghancuran struktur tanah diikuti pengangkutan butir-butir tanah tersebut
oleh air yang mengalir dipermukaan tanah (Suripin, 2001).
Metode splash cups yang dilakukan adalah dengan menentukan lokasi yang
mempunyai berbagai vegetasi (tertutup) dan terbuka untuk kemudian
menempatkan splash cup pada masing–masing satu titik dilokasi tersebut. Lalu
Splash cup yang masih kosong dan bersih ditimbang massanya dan Splash cup
diisi dengan pasir sampai penuh dan ditimbang kembali massanya. Sebuah Splash
cup yang telah terisi masing-masing ditempatkan pada titik–titik yang telah
ditentukan.
Suatu sifat hujan yang sangat penting dalam mempengaruhi erosi adalah
energi kinetik hujan tersebut, oleh karena merupakan penyebab pokok dalam
penghancuran agregat-agregat tanah. Energi Kinetik Hujan (Ek) adalah energi
hujan yang jatuh sampai permukaan tanah mempunyai energi. Menurut Abdul
(2009), energi kinetik merupakan suatu energi gerak dimana energi yang
dimaksud adalah partikel yang bergerak, khususnya gas, karena energi kinetik dari
partikel ini membantu untuk menentukan apakah suatu reaksi dapat terjadi, selain
faktor ada tidaknya tumbukan antar partikel dan perpindahan energi.
Pengertian Energi kinetik adalah energi gerak yang diperoleh sebagai
gerakan dari obyek, partikel, atau seperangkat partikel. Sebuah obyek yang
memiliki gerak, apakah itu gerak vertikal atau horizontal, maka sebuah obyek
tersebut berarti memiliki energi kinetik. Faktor yang mempengaruhi energi kinetik
adalah semakin berat sebuah obyek tersebut dan semakin cepat pula obyek
16
besar. Ada banyak bentuk energi kinetik antara lain yaitu: getaran (energi karena
gerak getaran), rotasi (energi karena gerak rotasi atau berputar), dan translasi
(energi karena gerakan perpindahan dari satu lokasi ke lokasi lain). Menurut
Rahim (2000), kecepatan jatuhnya butir-butir hujan itu sendiri ditentukan ukuran
butir-butir hujan dan angin. Lakitan (1994), menambahkan bahwa butiran yang
berukuran besar akan jatuh dengan kecepatan yang lebih tinggi dibanding butiran
yang lebih kecil, sehingga dalam proses jatuhnya butiran yang lebih besar ini akan
menabrak dan bergabung dengan butiran yang lebih kecil. Oleh karena itu energi
kinetik hujan pun akan semakin besar. Selain tergantung pada efek pemecahan air
hujan, jumlah total tanah yang terkikis juga tergantung pada tindakan hujan yang
menyebabkan erosi dan kapasitas angkut aliran permukaan. Tanpa limpasan
permukaan, jumlah erosi tanah yang disebabkan oleh curah hujan relatif kecil.
Aktifitas yang menyebabkan erosi akibat air hujan ditentukan oleh energi
kinetik air hujan, sedangkan aktifitas yang menyebabkan erosi akibat
pengangkutan kapasitas aliran permukaan tergantung pada kuantitas, kecepatan,
dan tingkat penyatuan atau titik temu aliran permukaan (Schwab, 1981).
Hubungan antara energy kinetik dengan erosi yaitu semakin besar energi kinetik
hujan maka erosi juga akan semakin besar, namun dapat dikendalikan dengan
adanya peranan vegetasi. Sebaliknya, apabila semakin kecil energi kinetik hujan
maka kemungkinan erosi semakin kecil. Erosi dapat terjadi karena tumbukan air
hujan (energi kinetik) yang mengenai tanah yang tidak tertutup atau dari
kecepatan aliran air yang tidak dihambat oleh akar – akar atau vegetasi (Sutedjo
17
kinetik yang dihasilkan oleh hujan maka kemungkinan terjadinya erosi juga
semakin besar. Hal ini desebabkan karena partikel-partikel yang terpecah akibat
energi kinetik hujan lebih banyak. Jadi dapat dikatakan bahwa erosi sangat
dipengaruhi oleh jenis vegetasi, seperti vegerasi pohon, semak atau pun rumput
memiliki potensi yang berbeda-beda untuk mencegah erosi.
Erosivitas merupakan kemampuan hujan yang dapat menyebabkan erosi.
Energi Kinetik Hujan (Ek) adalah energi hujan yang jatuh sampai permukaan
tanah mempunyai energi. Kegunaan mengetahui energy kinetic hujan dan
erosovitas adalah untuk mengetahui potensi terjadinya erosi pada suatu tempat
atau suatu daerah yang disebabkan oleh energy kinetic yang ditimbulkan oleh
hujan. Menurut Arsyad (1989), semakin besarnya energi kinetik yang dihasilkan
oleh hujan maka kemungkinan terjadinya erosi juga semakin besar. Hal ini
desebabkan karena partikel-partikel yang terpecah akibat energi kinetik hujan
lebih banyak. Jadi dapat dikatakan bahwa erosi sangat dipengaruhi oleh jenis
vegetasi, seperti vegerasi pohon, semak atau pun rumput memiliki potensi yang
berbeda-beda untuk mencegah erosi.
Berdasarkan hasil praktikum, diperoleh hasil sebagai berikut : pada splash
cup yang ternaungi Ek1 = 28,40 joule/dm2, Ek2 = 73,48 joule/dm2, Ek3 = 101,91
joule/dm2, Ek4 = -13,80 joule/dm2, Ek5 = 7,95 joule/dm2, Ek6 = 31,43 joule/dm2,
Ek7 = 34,67 joule/dm2, Ek8 = 152,86 joule/dm2, Ek9 = 197,72 joule/dm2, Ek10 =
201,89 joule/dm2, Ek
11 = 217,26 joule/dm2, Ek12 = 218,32 joule/dm2, dan rata-rata
Ek = 104,26 joule/dm2 . Sedangkan pada splash cup tidak naungan diperoleh Ek1
18 joule/dm2, Ek
5 = 26,13 joule/dm2, Ek6 = 37,5 joule/dm2, Ek7 = 28,40 joule/dm2,
Ek8 = 35,73 joule/dm2, Ek9 = 66,28 joule/dm2, Ek10 = 73,86 joule/dm2,Ek11 =
88,25 joule/dm2, Ek
12 = 106,86 joule/dm2 dan rata-rata Ek = 51,02 joule/dm2 .
Setelah itu dari hasil besarnya energy kinetic tersebut kemudian dilakukan analisis
menggunakan uji t untuk membandingkan besarnya energi kinetic di tempat
terbuka dan tempat ternaungi ternyata diperoleh hasil t hitung 1.48 dan t tabel
2,074, maka besarnya energi kinetic pada daerah terbuka dan ternaungi tidak
berbeda nyata atau tidak signifikan. Nilai Ek naungan sebesar 104,26 joule/dm2
dan Ek tanpa naungan sebesar 51,02 joule/dm2. Menurut Nur’saban (2006) dalam
Lubis et.al., (2013), menyatakan pada dasarnya tanaman mampu mempengaruhi
erosi karena adanya 1) intersepsi air hujan oleh tajuk dan adsobsi melalui energi
air hujan, sehingga memperkecil erosi, 2) pengaruh terhadap struktur tanah
melalui penyebaran akar -akarnya, 3) pengaruh terhadap limpasan permukaan, 4)
peningkatan aktifitas mikroorganisme dalam tanah, 5) peningkatan kecepatan
kehilangan air karena transpirasi. Vegetasi juga dapat menghambat aliran
permukaan dan memperbesar infiltrasi, selain itu juga penyerapan air ke dalam
tanah diperkuat oleh transpirasi (penyerapan air melalui vegetasi).
19
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum ini adalah:
1. Besarnya energi kinetis hujan melalui pendekatan splash cup dengan media
pasir sebesar 51,02 joule/dm2.
2. Energi Kinetik Hujan (Ek) adalah energi hujan yang jatuh sampai permukaan
tanah. Energi kinetic pada perlakuan naungan adalah sebesar Ek = 104,26
joule/dm2 sedangkan energy kinetic pada perlakuan tanpa naungan sebesar Ek
= 51,02 joule/dm2.
Curah hujan mempengaruhi energi kinetik hujan. Semakin besar jumlah
curah hujan maka energi kinetik hujannya semakin besar.
B. Saran
Sebaiknya adanya pengaturan jadwal yang tersusun baik dalam melakukan
penyangraian agar tidak bentrok atau penuh di dalam laboratorium atau dapat juga
dengan penambahan alat. Ketelitian perlu dilakukan dalam mengerjakan acc
20
Baver, L.D. 1959. Soil Physics. John Wiley and Sons, inc: New York.
Buckman, Harry O dan Nyle C Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bhatara Karya Angkasa: Jakarta.
Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung.
Kartasapoetra G., A. G. Kartasapoetra, M. M. Sutedjo. 2005. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Rineka Cipta. Jakarta.
Lakitan, Benyamin. 1994. Dasar-dasar Klimatologi, PT. Raja Grafindo Persada, Jakarta
Laws, J.O. dan Parsons, D.A., 1943, The Relation of Raindrop Size to Intensity, Transactions American Geophysics Union, Vol. 24, hal. 452-460.
Lubis K.M., Gantar Sitanggang dan M. Juwita Oktafia Butar-Butar. 2013. Pendugaan Erosi Tanah di Kecamatan Raya Kabupaten Simalungun Berdasarkan Metode USLE. J. Online Agroekoteknologi. Vol 1(2): 190-200.
Rahim, S. E. 2000. Pengendalian Erosi Tanah Dalam Rangka Pelestarian Lingkungan Hidup. Bumi Aksara. Jakarta.
Reijntjes C., B. Haverkort, A. Waters-Bayer. 1999. Pertanian Masa DepanPengantar Untuk Pertanian Berkelanjutan Dengan Input Luar Rendah. Kanisius. Yogyakarta.
Schwab, G. O., R. K Frevert, T. W. Edminster, and K. K. Barnes. 1981. Soil and Water Conservation Engineering. 3rd ed. John Wiley Sons, Inc. P. 13. (Abstr).
21
Suripin. 2001. Konservasi Lahan di Daerah Aliran Sungai Takapala Kabupaten Dati II Gowa Propinsi Sulawesi Selatan. UGM Press. Yogyakarta.
Sutedjo, M. M., dan A. G. Kartasapoetra. 2002. Pengantar Ilmu Tanah. BhinekaCipta, Jakarta.
Thamrin, M dan T. Hendarto. 1992. Peranan Penataan Lahan dan Tanaman Dalam Pengendalian Erosi Pada Lahan Lithic Troporthent Di Desa Sumber Kembar Blitar. Prosiding Seminar Hasil Penelitian Pertanian Lahan Kering dan Konservasi Tanah Blitar.
Tim Peneliti BP2TPDAS IBB. 2002. Pedoman Praktik Konservasi Tanah dan Air. Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Indonesia Bagian Barat
23
LAPORAN PRAKTIKUM
KONSERVASI DAN REKLAMASI LAHAN
ACARA II
HANTARAN HIDROLIK (HIDROLIC CONDUCTIVITY)
Semester: Ganjil 2016
Atika Nur Solikhah NIM. A1L014029
Rombongan 2
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
24
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan sumber daya alam yang dapat digunakan untuk pertanian,
tanah mempunyai dua fungsi utama, yaitu sebagai sumber unsur hara yang
dibutuhkan oleh tumbuhan untuk proses pertumbuhan dan perkembangannya dan
sebagai tempat berjangkarnya akar tumbuhan itu sendiri. Selain itu tanah juga
sebagai tempat tumbuh tanaman yang menyediakan air serta oksigen di dalam
tanah. Tanah itu sendiri memiliki pori-pori yang berbeda-beda sehingga
kemampuannya dalam menyediakan air untuk tanaman di dalam tanah pun
berbeda-beda tergantung tingkat porositas pada tanah.
Tanah dengan tingkat porositas yang kecil, kemampuan melewatkan airnya
sangat kecil sehingga menyebabkan tanah menjadi jenuh akan air. Hydraulic
Conductivity (HC) merupakan suatu parameter sifat fisik tanah yang
menunjukkan kemampuan tanah dalam keadaan jenuh untuk melewatkan air.
Dengan demikian nilai hantaran hidrolik suatu tanah juga mencerminkan suatu
kondisi pori tanah oleh penyusunan butir-butir dan agregat tanah.
Hydraulic Conductivity (HC) dapat ditentukan dengan metode pendugaan
(metode kolerasi) dan melalui pengukuran. Pendugaan Hydraulic Conductivity
(HC) melalui metode kolerasi dilakukan dengan memakai metode distribusi
ukuran butir atau metode permukaan spesifik. Kedua metode dapat digunakan
25
antara ukuran dan jumlah pori serta ukuran butir dengan Hydraulic Conductivity
(HC).
Hydraulic Conductivity (HC) terutama sangat penting dalam perencanaan
drainase suatu wilayah, beberapa diantaranya yaitu:
a. Untuk membandingkan kecepatan Hydraulic Conductivity (HC) pada
horizon-horizon tanah yang berbeda sebagai petunjuk pergerakan air dan
permasalahan drainase yang mungkin terdapat dalam profil tanah tersebut.
b. Dengan mengetahui HC-nya, maka dapat dirancang system drainase
lapangan, terutama kedalaman dan jarak antar saluran.
Hydraulic Conductivity (HC) dapat ditentukan dengan metode pendugaan
(metode kolerasi) dan dapat melalui pengukuran. Pendugaan Hydraulic
Conductivity (HC) melalui metode kolerasi dilakukan dengan memakai metode
distribusi ukuran butir atau metode permukaan spesifik. Kedua metode dapat
digunakan untuk pendugaan Hydraulic Conductivity (HC) karena adanya
hubungan yang erat antara ukuran dan jumlah pori serta ukuran butir dengan
Hydraulic Conductivity (HC). Penetapan nilai Hydraulic Conductivity (HC)
melalui pengukuran dapat dapat dilakukan di laboratorium atau lapangan. Metode
yang sering digunakan adalah metode Constand Head, Falling Head, dan Ring
Sample (di laboratorium). Sedangkan di lapangan dipergunakan metode Auger
Hole, Inverse Auger Hole dan Peizometer. Praktikum acara II ini akan dilakukan
26 B. Tujuan
Praktikum acara II ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan suatu tanah
27
II. TINJAUAN PUSTAKA
Tanah merupakan bagian dari lapisan permukaan bumi. Pembentukan tanah
berasal dari proses pelapukan yaitu proses pemecahan atau penghancuran.
Pelapukan tersebut berasal dari batuan induk menjadi bahan induk tanah, diikuti
oleh proses pencampuran bahan organik yaitu sisa-sisa tumbuhan yang lapuk oleh
mikroorganisme. Pelapukan bahan induk dipengaruhi oleh faktor iklim terutama
faktor curah hujan, suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (termasuk
vegetasi, mikroba, organisme tanah dan manusia), pada suatu topografi atau relief
dalam jangka waktu tertentu. Karena adanya faktor-faktor tersebut, maka tanah
suatu tempat pasti berbeda dengan tempat lainnya. Perbedaan tersebut ada pada
ciri-ciri morfologi tanah baik itu dari warna, tekstur, struktur, hingga menyangkut
masalah unsur-unsur pembentukannya. Berdasarkan ciri-ciri tersebut, maka dapat
diketahui profil tanah yang merupakan petunjuk dari proses-proses yang dialami
oleh suatu tanah selama pelapukan dan perkembangannya. Perbedaan intensitas
faktor-faktor pembentuk tanah dapat digunakan untuk menentukan suatu jenis
tanah (Buckman, 1982).
Air tanah adalah subjek untuk sejumlah gaya, gaya ini termasuk gravitasi,
tekanan hidrolik, atraksi matriks tanah terhadap air, keberadaan solute dan aksi
tekanan gas eksternal (Hillel, 1980). Parameter sifat fisik tanah yang paling
berpengaruh terhadap hantaran hidrolik jenuh adalah pori makro. Pori makro
nyata meningkatkan hantaran hidrolik jenuh. Pori mikro berpengaruh negatif
28
tidak langsung terhadap hantaran hidrolik jenuh.Pori makro meningkat bersamaan
dengan meningkatnya Indeks Stabilitas Tanah (Darmansyah, 2004).
Permeabilitas juga sering dikenal sebagai konduktivitas hidrolik jenuh.
Istilah permeabilitas didefinisikan oleh beberapa ahli dalam kalimat yang ber-
beda tetapi mengandung arti yang sama. Kesulitan utama dari penggunaan
parameter ini adalah rentang nilai resistivitas yang cukup besar untuk beberapa
jenis tanah. Nilai resistivitas suatu tanah sangat di- pengaruhi oleh kandungan air
didalamnya. Tanah jenuh mempunyai nilai resistivitas lebih kecil jika
dibandingkan dengan tanah tidak jenuh. Resistivitas atau hambatan jenis yang
kecil berarti bahwa mudah menghantarkan listrik karena pengaruh keberadaan air
(Kodoatie, 1996).
Menurut Fredlund dan Rahardjo (1993), hukum Darcy juga diterapkan untuk
aliran air dalam tanah tidak jenuh. Perbedaannya adalah pada koefisien
permeabilitas. Pada tanah jenuh koefisien permea- bilitas dianggap konstan sebab
hanya tergantung pada angka pori. Anggapan ini tidak berlaku pada tanah tidak
jenuh. Koefisien tanah tidak jenuh dipengaruhi oleh perubahan kadar air atau
matric suction. Air tidak dapat mengalir melalui ruang pori yang terisi udara,
namun air hanya dapat mengalir melalui ruang pori yang terisi oleh air. Pada
waktu tanah dalam kondisi tidak jenuh, udara menempati ruang pori yang besar.
Akibatnya air hanya dapat mengalir melalui pori yang lebih kecil. Dalam keadaan
jenuh, menurut hukum Darcy (1856) dalam Soedarmo dan Djojoprawiro, (1984)
volume air yang mengalir melalui satu irisan melintang suatu luasan persatuan
29
tinggi hidrolik ΔH/L, dimana ΔH adalah perbedaan tinggi hidrolik dan L adalah
panjang kolom tanah). Secara sederhana persamaan Darcy untuk satu dimensi
adalah: q = K.ΔH/L.
Menurut O’Neal (1949) mendefinisikan hantaran hidrolik jenuh sebagai
kapasitas tanah untuk meloloskan air, atau tingkat kecepatan perkolasi dari air
yang melalui kolom tanah di bawah kondisi standar. Secara kuantitatif hantaran
hidrolik jenuh diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan melalui
media berpori pada keadaan jenuh dan dinyatakan dalam satuan cm/jam (Limbong
dan Sitorus, 1987).
Menurut Marshal (1998), pengukuran HC di lapangan dapat dilakukan
dengan metode Auger Hole, Inverse Auger Hole dan Peizometer. Dalam
pelaksanaannya, pengukuran HC dapat dilaksanakan dengan membuat permuakan
air tanah tetap (yang diukur dengan jumlah air yang dikeluarkan per satuan waktu)
dan permuakan air tanah berubah (yang diukur adalah kenaikan atau penurunana
permukaan air tanah per satuan waktu).
Menurut Arsyad, (2010), HC jenuh adalah suatu konstanta yang menentukan
aliran suatu cairan melalui suatu medium jenuh pada suatu luas penampang
tertentu yang berasal dari turunan empiris hubungan beberapa factor yang
dikemukakan oleh Darcy, yaitu:
q = KA.h/L
Keterangan:
q = kecepatan volume aliran yang melewati suatu bidang normal (tegak lurus arah
30 K = Konsatanta.
h = Hidraulik head, yang mempengaruhi pergerakan air dari suatu tempat ke
tempat lain.
31
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
Praktikum ini membutuhkan beberapa bahan dan alat. Bahan yang
digunakan pada praktikum acara II ini adalah air dan sebidang tanah. Alat yang
digunakan pada praktikum ini adalah bor tanah, pelampung, meteran, ember,
gayung, stopwatch, dan penyangga.
B. Prosedur Kerja
1. Sebidang tanah dipilih yang jauh dari perakaran.
2. Tanah dibor dengan bor tanah sedalam 20 cm dan diulang 4 kali hingga
mencapai kedalaman 80 cm.
3. Lubang disiram dengan air sampai penuh
4. Penyangga diletakkan di atas lubang.
5. Pelampung yang telah disambung dengan meterann diletakkan di atas
penyangga.
6. Penurunan permukaan air diukur dan dicatat dengan periode 1 menit diulang
5 kali, 2 menit diulang 1 kali, 3 menit diulang 3 kali, dan 5 menit diulang 3
kali.
33
B. Pembahasan
Hantaran hidrolik (HC) merupakan fungsi utama dari kadar air tanah dan
dapat didefinisikan sebagai kemudahan dimana air dapat bergerak di dalam tanah
pada kadar air tanah yang berbeda. Tanah yang memiliki lahan resapan air yang
sangat sedikit sekali disertai dengan penggunaan air tanah yang sangat berlebihan
menyebabkan penurunan permukaan tanah serta mengakibatkan sulitnya untuk
mendapatkan air berkualitas baik dan cukup di kawasan tersebut. Dengan
demikian keseimbangan lingkungan yang harus terus menerus dilestarikan dan
dijaga pun semakin rusak dan tidak terkendali. Untuk itulah diperlukan adanya
gerakan pelestarian alam sekitar yang dilakukan secara bersama-sama oleh semua
pihak serta berkesinambungan (Darmansyah, 2004). Lubis (2007), menambahkan
Konduktivitas hidrolik tanah merupakan ukuran kemampuan tanah untuk
mengirimkan air ketika disampaikan kepada gradien hidrolik. Konduktivitas
hidrolik yang didefinisikan oleh hukum Darcy, yang, untuk dimensi vertikal aliran
– satu , dapat ditulis sebagai berikut:
U = - K
U adalah yang kecepatan Darcy (atau kecepatan rata-rata dari cairan tanah
melalui luas penampang geometris dalam tanah), h adalah kepala hidrolik, dan z
adalah jarak vertikal dalam tanah. Koefisien proporsionalitas K, disebut
konduktivitas hidrolik. Istilah Koefisien permeabilitas juga kadang-kadang
digunakan sebagai sinonim untuk konduktivitas hidrolik. Berdasarkan rumus
34
gradien hidrolik menerapkan. Dimensi K adalah sama dengan kecepatan, yaitu,
panjang per unit waktu (TI -1).
Hantaran Hidrolik perlu diketahui karena memiliki bebarapa manfaat pada
kehidupan nyata. Menururt Rohmat (2009), hantaran hidrolik memiliki manfaat
diantaranya adalah untuk membandingkan kecepatan hantaran hidrolik pada
horizon-horizon tanah tanah yang berbeda sebagai petunjuk pergerakan air dan
permasalahan drainase yang mungkin terdapat dalam profil tanah tersebut dan
dengan mengetahui hantaran hidrolik, maka dapat dirancang sistem drainase
lapangan terutama kedalaman dan jarak antar saluran.
Data konduktivitas hidrolik tanah dalam keadaan jenuh (Hc) sangat
diperlukan dalam program-program pembangunan seperti perencanaan irigasi,
konservasi tanah dan air, pengendalian banjir, penetapan bahaya kelongsoran
tanah, perencanaan sumber-sumber air, dan pergerakan bahan-bahan polutan di
dalam tanah. Nilai konduktivitas hidrolik tanah dalam keadaan jenuh dapat
diperoleh bukan hanya dengan melakukan pengukuran secara langsung, namun
dapat juga melalui pendekatan-pendekatan atau estimasi dengan menggunakan
data morfologi tanah (Kemalasari, 2007).
Konduktivitas hidrolik tanah tidak jenuh (K), diketahui sangat dipengaruhi
oleh perubahan kadar air (wc) atau tegangan air pori negatif (suction, -Uw) dimana
nilai K ini sangat penting untuk memperkirakan volume air didalam zone tidak
jenuh (Revil and Cathles, 1999). Pada pengukuran lapangan, variasi nilai
kon-duktivitas hidrolik arah horisontal dan vertikal cukup besar (Reynolds and Elrick,
35
banyak untuk mendapatkan perkiraan hasil yang cukup memuaskan (Warrick et
al., 1977).
Secara umum meresapnya air merupakan proses masuknya air hujan ke
dalam tanah sebagai akibat adanya gaya kapiler dan gaya gravitasi dengan cara
infiltrasi maupun perkolasi ke lapisan tanah yang lebih dalam. Dengan pengaruh
gaya gravitasi air hujan akan masuk ke dalam tanah melalui pori-pori tanah dan
gaya kapiler akan mengalirkan air tersebut ke atas ke bawah dan ke arah
horizontal. Sedangkan laju peresapan air adalah kecepatan masuknya air hujan
ke dalam tanah selama hujan berlangsung karena faktor alam maupun berkat
adanya campur tangan manusia. Laju peresapan air dipengaruhi oleh beberapa
faktor yaitu: tekstur tanah, bahan organik tanah, kepadatan tanah, jenis dan
jumlah vegetasi (Asdak, 2004).
Tekstur tanah adalah perbandingan antara fraksi pasir, debu dan liat
dinyatakan dalam persen. Semakin tinggi persentase pasir dalam tanah, maka
akan semakin besar ruang pori yang terdapat di antara partikel-partikel tanah
tersebut, sehingga akan memperlancar pergerakan air di dalam tanah
(Rachman et al, 2004). Menurut Prasetyo (2006) tekstur tanah menunjukkan
komposisi partikel penyusun tanah yang dinyatakan sebagai perbandingan
proporsi (%) relatif antara fraksi pasir, debu dan liat. Rachman et al (2004)
mengemukakan bahwa kepadatan tanah yang dimanifestasikan dengan kerapatan
isi tanah adalah perbandingan antara berat persatuan volume penyusun tanah
dalam keadaan kering oven dengan volume tanah (dinyatakan dalam
36
Menurut Uhland and O’neil (1951) dalam Darmansyah (2004) nilai hantaran
hidrolik ini tergolong agak cepat. Hal ini berhubungan dengan sifat-sifat pori
tanah pada lahan praktikum yang cenderung gembur sehingga mempunya
kandungan pori yang banyak. Sebagaimana pendapat Rauf (2009) hantaran
hidrolik jenuh tidak berkaitan erat dengan sifat-sifat fisika tanah. Secara umum
hantaran hidrolik jenuh dipengaruhi oleh tekstur, struktur, porositas, ukuran pori,
kemantapan agregat serta peristiwa yang terjadi selama proses aliran. Akan tetapi
pengaruh sifat fisika tanah terhadap hantaran hidrolik jenuh tidak sama.
Penggunaan lahan sangat mempengaruhi karakteristik hantaran hidrolik jenuh
tanah. Penggunaan lahan yang bijaksana dapat menjamin kerusakan sifat fisika
tanah minimum, sedangkan penggunaan lahan yang buruk dapat merusak sifat
fisika tanah sehingga mengganggu hantaran hidrolik jenuh tanah. Penetapan
hantaran hidrolik tanah baik vertikal maupun horizontal sangat penting
peranannya dalam pengolahan tanah dan air. Baver dalam Darmansyah (2004)
mengemukakan bahwa tanah dengan hantaran hidrolik lambat lebih mudah
tererosi daripada tanah dengan hantaran hidrolik cepat. Namun sebaliknya
hantaran hidrolik yang terlalu besar akan menurunkan produktivitas lahan
pertanian akibat proses pencucian unsur hara tanah. Oleh karena itu perlu adanya
pengaturan jumlah, waktu aliran, dan kualitas air sejauh mungkin melalui cara
pengelolaan dan penggunaan tanah yang baik.
Tanah dengan kemiringan lebih tajam memiliki keterhantaran hidrolik yang
lebih besar. Semakin tinggi kecepatan aliran air semakin besar pula keterhantaran
37
menurun pada tanah berliat yang selanjutnya menunjukkan penurunan
keterhantaran hidrolik pada tanah tersebut (Rachman, 2004). Keterhantaran
hidrolik ditunjukkan menggunakan berbagai satuan dan ukuran, ini bergantung
pada apa yang digunakan untuk mengukur gradient hidrolik (massa, volume, atau
berat) dan kecepatan aliran (massa atau volume), kecepatan aliran (J) ditunjukkan
berdasarkan dasar volume dan satuan m/detik.(Lubis, 2007).
Kehantaran hidrolik dapat ditentukan dengan metode pendugaan (metode
kolerasi) dan dapat melalui pengukuran. Pendugaan kehantaran hidrolik melalui
metode kolerasi dilakukan dengan memakai metode distribusi ukuran butir atau
metode permukaan spesifik. Kedua metode dapat digunakan untuk pendugaan
kehantaran hidrolik karena adanya hubungan yang erat antara ukuran dan jumlah
pori serta ukuran butir dengan kehantaran hidrolik. Penetapan nilai kehantaran
hidrolik melalui pengukuran dapat dapat dilakukan di laboratorium atau lapangan.
Metode yang sering digunakan adalah metode Constand Head, Falling Head, dan
Ring Sample (di laboratorium). Sedangkan di lapangan dipergunakan metode
Auger Hole, Inverse Auger Hole dan Peizometer (Kurnia, dkk, 2006).
Menentukan konduktivitas hidrolik dengan metode Auger Hole kita dapat
menghitung nilai debit air dan menghitung kecepatan aliran air dalam tanah. Hal
tersebut memungkinkan bagi kita untuk menentukan lahan mana yang potensial
untuk digunakan untuk sumber air tanah dan sebagai patokan penggunaan air di
suatu lahan tersebut sudah tidak memungkinkan lagi untuk diambil sumber airnya
(Lubis, 2007). Sedangkan menentukan konduktivitas hidrolik dengan metode
38
(2013), berdasarkan kepadatan bangunan dan lereng, pengukuran kedalaman
muka air tanah, cek digitasi lapangan dan penggunaan lahan, serta profil tanah.
Praktikum hantaran hidrolik (Hidraulic Conductivity) kali ini dilakukan
dengan mengunakan metode pengukuran HC di lapang, yaitu dengan
menggunakan metode Inverse Auger Hole. Praktikum kali ini menggunakan
peralatan dan bahan seperti bor tanah, pelampung, mistar rol 2 meteran, tali,
ember, dan gayung air. Kegiatan yang kemudian dilakukan untuk menentukan
pengukuran HC adalah dengan mengebor tanah sampai kedalaman tertentu,
kemudian menyiram lubang dan tanah sekitarnya. Setelah itu diisi lubang dengan
air dan turunkan alat pelampung. Selanjutnya diukur penurunan permukaan air
untuk setiap periode tertentu dan dicatat setiap data yang diperoleh.
Berdasarkan praktikum yang dilakukan dalam pengukuran hantaran
konduktivitas yang dilakukan dalam waktu 35 menit dimana menit 1 dilakukan 5
kali, menit 2 dilakukan 1 kali, menit 3 dilakukan 3 kali dan menit 5 dilakukan 3
kali. Praktikum yang dilakukan memperoleh hasil ∑xy = 251.33 ∑x2 = 30.92 dan
tan = 8.13 karena jari-jari (r) diketahui 5 sehingga didapatkan kesimpulan
bahwa kemampuan air pada tanah yang sudah diamati didapatkan hasil 46.35
cm/dt. Perolehan yang didapat tersebut termasuk dalam kategori sangat cepat.
Menurut Uhland dan O’Neal (1949) dalam Darmansyah (2004), berdasarkan
kecepatannya, hantaran hidrolik jenuh tanah dapat dibagi menjadi beberapa kelas
hantaran hidrolik yaitu sangat lambat < 0,125; lambat 0,125-0,50; agak lambat
0,50-2,00, sedang 2,00-6,250; agak cepat 6,25-12,5, cepat 12,0-25,0 dan sangat
39
Hantaran hidrolik merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi
kapasitas infiltrasi tanah, makin tinggi hantaran hidrolik makin tinggi pula
kapasitas infiltrasi yang akan terjadi. Baver (1972) dalam Darmansyah (2004)
mengemukakan bahwa tanah dengan hantaran hidrolik lambat lebih mudah
tererosi daripada tanah dengan hantaran hidrolik cepat. Namun sebaliknya,
hantaran yang terlalu besar akan menurunkan produktivitas lahan pertanian akibat
proses pencucian unsur hara tanah. Oleh karena itu perlu adanya pengaturan
jumlah, waktu aliran dan kualitas air sejauh mungkin melalui cara pengelolaan
40
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat dalam praktikum ini adalah tanah percobaan
memiliki hantaran hidrolik atau mempunyai kemampuan dalam meloloskan air
sebesar 46.35 cm/dt. dan termasuk dalam kategori sangat cepat. Kategori ini dapat
mengakibatkan pencucian unsur hara yang ada pada tanah sangat besar.
B. Saran
Karena rumitnya kondisi lapangan, sebaiknya praktikan melakukan studi
pustaka terlebih dahulu sebelum turun ke lapang, sehingga pendugaan hama
berdasarkan gejala serangannya tepat pada sasaran dan tidak memakan banyak
41
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. IPB Pres. Bogor.
Asdak, C. 2001. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta
Buckman, Harry O dan Nyle C Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bhatara Karya Angkasa: Jakarta.
Darmansyah, Adang. 2004. Hantaran Hidrolik Jenuh Tanah Sebagai Akibat Berbagai Pola Pengelolaan Lahan. IPB Pres. Bogor.
Fredlund, D.G., and Rahardjo, H. 1993. Soil Mechanics for Unsaturated Soils. New York: Willey Publications.
Hillel, D. 1980. Foundamentas of Soil Physiscs. Academis Press. New York.
Kemalasari, Lubis. 2007. Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Kodoatie, R.J. 1996. Pengantar Hidrogeologi. Yogyakarta: Penerbit Andi.
Kurnia, Undang, dkk. 2006. Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisinya. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian, Departemen Pertanian. London.
Limbong, W.H. dan P. Sitorus, 1987. Pengantar Tataniaga Pertanian. Bahan Kuliah Jurusan Ilmu-ilmu Sosial Ekonomi Pertanian. Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor.
42
Rohmat, dede. 2009. Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut karaktereristik lahan. Bandung.
Warrick, A.W.., G.J. Mullen., and D.R. Nielsen. 1977. Pre dictions of the soil water flux based upon filed-mea sured soil-water properties, Soil Sci. Soc. Am. J., 41, 14-19.
44
LAPORAN PRAKTIKUM
KONSERVASI DAN REKLAMASI LAHAN
ACARA III
PENGUKURAN INFILTRASI
Semester: Ganjil 2016
Atika Nur Solikhah NIM. A1L014029
Rombongan 2
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
45
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan sumber daya alam yang dapat digunakan untuk pertanian,
tanah mempunyai dua fungsi utama, yaitu sebagai sumber hara, air dan oksigen
bagi tumbuhan dan sebagai tempat berjangkarnya akar tumbuhan. Air yang berada
di dalam tanah dapat berasal dari air hujan. Air hujan jatuh pada permukaan bumi
lalu masuk ke dalam tanah. Proses masuknya air ke dalam tanah disebut dengan
infiltrasi.
Pengukuran infiltrasi, baik kapasitasnya maupun kecepatannya dari suatu
tanah untuk mengetahui bentuk-bentuk keadaan keberadaan air dan pengelolaan
air yang baik dalam tanah. Laju infiltrasi adalah jumlah air yang melewati suatu
luasan penampang permukaan tanah perwaktu dengan satuan m3/m2/det, atau
sama dengan satuan kecepatan = meter/detik. Bila suatu saat air mulai
menggenang di permukaan tanah, berarti laju penambah air di permukaan tanah
telah melampaui laju infiltrasi tertinggi. Laju infiltrasi maksimum dinamakan
kapasitas infiltrasi atau disebut juga sebagai infiltrability.
Laju infiltrasi pada penyediaan air dengan intensitas pemberian air yang
konstan dan kontinyu (baik dari hujan maupun sprinkle) umumnya konstan di
awal proses kemudian menurun dan akhirnya mencapai laju yang relative konstan.
Bila permukaan tanah tergenang air dengan tebal genangan beberapa cm saja,
maka laju infiltrasi atau infiltrability langsung menurun sehingga mencapai lebih
46
air apabila dihitung “infiltrasi komulatif” dari suatu peristiwa infiltrasi, maka
hasilnya merupakan integrasi dari kurva hubungan antara laju infiltrasi dengan
waktu. Praktikum acara III ini akan dilakukan pengukuran infiltrasi.
B. Tujuan
Praktikum acara III ini bertujuan untuk menentukan laju infiltrasi pada suatu
47
II. TINJAUAN PUSTAKA
Tanah merupakan hasil evolusi dan mempunyai susunan teratur yang unik
yang terdiri dari lapisan-lapisan yang berkembang secara genetik. Proses-proses
pembentukan tanah atau perkembangan tanah dapat dilihat sebagai penambahan,
pengurangan, perubahan atau translokasi (Hakim, 1986). Tanah merupakan
bagian dari lapisan permukaan bumi. Pembentukan tanah berasal dari proses
pelapukan yaitu proses pemecahan atau penghancuran. Pelapukan tersebut berasal
dari batuan induk menjadi bahan induk tanah, diikuti oleh proses pencampuran
bahan organik yaitu sisa-sisa tumbuhan yang lapuk oleh mikroorganisme.
Pelapukan bahan induk dipengaruhi oleh faktor iklim terutama faktor curah hujan,
suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (termasuk vegetasi, mikroba,
organisme tanah dan manusia), pada suatu topografi atau relief dalam jangka
waktu tertentu. Karena adanya faktor-faktor tersebut, maka tanah suatu tempat
pasti berbeda dengan tempat lainnya. Perbedaan tersebut ada pada ciri-ciri
morfologi tanah baik itu dari warna, tekstur, struktur, hingga menyangkut masalah
unsur-unsur pembentukannya. Berdasarkan ciri-ciri tersebut, maka dapat
diketahui profil tanah yang merupakan petunjuk dari proses-proses yang dialami
oleh suatu tanah selama pelapukan dan perkembangannya. Perbedaan intensitas
faktor-faktor pembentuk tanah dapat digunakan untuk menentukan suatu jenis
tanah (Buckman, 1982).
Infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah, umumnya (tetapi
48
merupakan proses kelanjutan aliran air yang berasal dari infiltrasi ke tanah yang
lebih dalam. Kebalikan dari infiltrasi adalah rembesan (speege). Laju maksimal
gerakan air masuk kedalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi. Kapasitas
infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam
menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya apabila intensitas hujan lebih kecil dari
pada kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan (Elfiati
dan Delvian, 2010).
Proses infiltrasi sangat ditentukan oleh waktu. Jumlah air yang masuk ke
dalam tanah dalam suatu periode waktu disebut laju infiltrasi. Laju infiltrasi pada
suatu tempat akan semakin kecil seiring kejenuhan tanah oleh air. Pada saat
tertentu laju infiltrasi menjadi tetap. Nilai laju inilah yang kemudian disebut laju
perkolasi (Wibowo, 2010).
Pengukuran infiltrasi di lapang selain membutuhkan waktu, tenaga, dan
biaya yang tidak sedikit, juga terkadang terlalu memberatkan sehingga sering
terabaikan. Untuk itu diperlukan transformasi data empiris di lapangan menjadi
suatu pendekatan model yang tepat dengan kondisi di suatu daerah sebagai dasar
49
III. METODE PRAKTIKUM
A. Bahan dan Alat
Praktikum ini membutuhkan beberapa bahan dan alat. Bahan yang
digunakan pada praktikum ini yaitu lahan dan air. Alat yang digunakan pada
praktikum pengukuran infiltrasi diantaranya adalah double ring infiltrometer, alat
ukur, ember, gayung air, alat-alat tulis, alat pemukul ring, stop watch.
B. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada acara I ini adlah sebagai berikut:
1. Semua alat dan bahan disiapkan.
2. Tempat dipilih yang baik yang tidak terlalu banyak akar mati.
3. Ring infiltrasi dimasukkan ke dalam tanah, kurang lebih 15 cm.
4. Penggaris diletakkan secara tegak lurus pada ring bagian dalam.
5. Ring diisi dengan air hingga penuh.
6. Penurunan diamati terus.
7. Hasil setiap pengukuran berdasarkan interval waktu yang ada dicatat, adapun
interval waktunya adalah :
a. Menit 1-5 pengukuran dilakukan pada interval 1 menit.
b. Menit 5-7 dilakukan sesekali pengukuran pada interval 2 menit.
c. Menit 7-25 dilakukan enam kali pengukuran ( interval 3 menit ).
d. Menit 25-50 dilakukan lima kali ( interval 5 menit ).
50
f. Pengukuran terakhir pada menit ke 160 ( 20 menit kemudian).
8. Jika air dalam ring sudah sangat kurang, tambahkan lagi air dan dicatat
penurunan permukaannya setiap pengukuran. Dan hitung laju infiltrasi
51
Tanah mengandung air yang cukup sehingga tanah digunakan sebagai media
52
dalam tanah bisa berasal dari air hujan. Air hujan jatuh lalu masuk ke dalam
tanah. Proses tersebut disebut dengan infiltrasi. Menurut Asdak (2007), infiltrasi
adalah suatu proses masuknya air, baik air hujan maupun air irigasi, dari
permukaan tanah ke dalam tanah. Aliran air ini bisa ke arah vertikal ke bawah
maupun ke arah samping (horizontal). Infiltrasi merupakan proses yang sangat
penting dalam daur air di suatu wilayah. Proses ini berkaitan erat dengan laju
pemberian air irigasi, agar air irigasi dapat diberikan secara efektif dan efisien. Di
samping itu, infiltrasi berhubungan pula dengan aliran permukaan dan erosi.
Usaha konservasi air dan tanah di DAS bisa diarahkan dengan memperbesar
infiltrasi tanah yang dapat memperkecil limpasan permukaan, dan pada akhirnya
akan memperkecil erosi dan sedimentasi DAS. Haridjaja (2005) menambahkan
infiltrasi merupakan aliran air ke dalam tanah melalui permukaan tanah. Infiltrasi
dikenal dua istilah yaitu kapasitas infiltrasi dan laju infiltrasi, yang dinyatakan
dalam mm/jam.Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum yang
ditentukan oleh jenis tanah dimana terjadinya infiltrasi, sedangkan laju infiltrasi
adalah kecepatan infiltrasi yang nilainya tergantung pada kondisi tanah dan
kapasitas hujan. Suatu tanah dalam kondisi kering memiliki daya serap yang
tinggi sehingga laju infiltrasi semakin besar, dan akan berkurang perlahan-lahan
apabila tanah tersebut jenuh terhadap air.
Perkolasi adalah peristiwa bergeraknya air ke bawah dalam profil tanah.
Kadang-kadang istilah “perkolasi dalam” dipergunakan, yang menunjukkan
perkolasi air ke bawahdaerah perakaran tanaman yang normal (Asdak, 1989).
53
Viessman dan Lewis (1977) secara umum infiltrasi dan perkolasi disamakan
dengan rembesan (permeabilitas, seepage). Perkolasi dan infiltrasi dibedakan pada
kedalamannya saja. Infiltrasi merupakan gerakan air melalui permukaan tanah
menuju ke dalam tanah. Besarnya infiltrasi tergantung dari tipe vegetasi di
permukaan tanah, faktor lapisan permukaan tanah, suhu, intensitas hujan,
karakteritik fisik tanah, dan kualitas airnya.
Terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi tanah diantaranya
adalah:
1. Kelembaban tanah
Besarnya kelembaban tanah pada lapisan teratas sangat mempengaruhi
laju infiltrasinya. Makin tinggi kadar air dalam tanah, laju infiltrasinya
semakin kecil, dengan demikian dalam satu waktu proses infiltrasi akan
terlihat bahwa laju infiltrasi semakin kecil terhadap waktu (Sosrodarsono,
1993).
2. Tekstur tanah
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir – butir pasir, debu, dan
liat didalam tanah. Tanah berpasir yaitu tanah dengan kandungan pasir lebih
dari 70%, dan tanah liat apabila kandungan liatnya lebih dari 35%. Pada
tekstur tanah pasir, laju infiltrasi akan sangat cepat. Sedangkan pada tekstur
lempung, laju infiltrasi akan sedang hingga cepat. Dan pada tekstur liat, laju
54 3. Kerapatan massa tanah
Kerapatan massa adalah suatu ukuran berat yang memperhitungkan
seluruh volume tanah. Kerapatan massa ditentukan baik oleh banyaknya pori,
maupun oleh butir – butir tanah padat. Tanah yang lepas dan bergumpal akan
mempunyai berat persatuan volume (kerapatan massa) rendah dan tanah yang
lebih tinggi kerapatan massanya. Semakin tinggi kepadatan tanah maka
infiltrasi akan semakin kecil (Subagyo, 1990).
4. Total ruang pori tanah
Tanah terdiri atas 2 macam pori, yakni pori makro dan pori mikro.
Kemampuan tanah menyimpan air tergantung dari porositas tanah. Porositas
adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan
volume tanah yang dapat ditempati oleh udara dan air sehingga merupakan
indikator kondisi drainase dan aerase tanah. Pada porositas yang tinggi, maka
tanah akan dapat menyimpan air dalam jumlah yang besar, sehingga air hujan
yang datang akan dapat meresap atau mengalami infiltrasi dengan cepat tanpa
terjadinya aliran permukaan (Subagyo, 1990).
5. Bahan organic tanah
Bahan organik tanah merupakan bahan yang sangat penting dalam
tanah. Bahan organik yang dikandung oleh tanah hanya berkisar antara 3 –
5% dari berat tanah. Bahan organik berperan sebagai pembentuk butir
(granulator) dari butir – butir mineral yang menyebabkan terjadinya keadaan
55 6. Kadar air tanah
Vegetasi pada suatu lahan dapat meningkatkan kadar air kapasitas
lapang dan kadar air maksimum. Hal ini disebabkan oleh pemberian mulsa
hasil pangkasan yang menjadi bahan organik. Berkurangnya laju infiltrasi
karena bertambahnya kadar air dan kelembaban dari tanah sehingga
menyebabkan butiran tanah berkembang dan menutup pori – pori tanah
(Subagyo, 1990).
7. Struktur tanah
Struktur tanah adalah susunan agregat – agregat primer tanah secara
alami menjadi bentuk tertentu yang dibatasi oleh bidang – bidang. Struktur
tanah dapat dinilai dari stabilitas agregat, kerapatan lindak, dan porositas
tanah (Subagyo, 1990).
Praktikum ini menggunakan metode Double Ring Infiltrometer. Alasan
penggunaan metode ini adalah daerah atau tempat yang diambil hanya yang
berada di bawah tajuk pohon dan lingkupnya sangat kecil. Menurut Subagyo
(1990), cara double ring infiltrometer sering digunakan karena mudah dalam
pengukuran dan alatnya mudah dipindah – pindah. Kartasapoetra (1990)
menambahkan ring infiltrometer utamanya digunakan untuk menetapkan infiltrasi
kumulatif, laju infiltrasi, sorptivitas dan kapasitas infiltrasi. Kelebihan
penggunaan double ring infiltrometer adalah secara langsung dapat dengan mudah
mengukur infiltrasi pada satuan luas lahan dengan biaya yang relatif murah
dibanding cara analisis hidrografi atau limpasan, lingkaran luar digunakan untuk
56
dalam tanah. Ditujukan untuk mengurangi pengaruh rembesan lateral. Oleh
karena adanya rembesan lateral, sering menyebabkan hasil pengukuran dari alat
ini menjadi tidak mudah untuk diekstrapolasikan ke dalam skala lapangan.
Pengukuran laju infiltrasi selain menggunakan double ring infiltrometer
dapat juga digunakan metode lain diantaranya adalah:
1. Testplot
Pengukuran infiltrasi dengan infiltrometer hanya dapat dilakukan
terhadap luasan yang kecil saja, sehingga sukar untuk mengambil kesimpulan
terhadap besarnya infiltrasi bagi daerah yang lebih luas. Untuk mengatasi hal
ini dipilih tanah datar yang dikelilingi tanggul dan digenangi air. Daya
infiltrasinya didapat dari banyaknya air yang ditambahkan agar
permukaannya konstan. Jadi testplot sebenarnya adalah infiltrometer yang
berskala besar.
2. Lysimeter
Lysimeter merupakan alat pengukur berupa tangki beton yang ditanam
dalam tanah diisi tanah dan tanaman yang sama dengan sekelilingnya,
dilengkapi dengan fasilitas drainage dan pemberian air. Untuk mencapai
tujuan ini lebih baik digunakan lysimeter timbang, dengan lysimeter timbang
besarnya infiltrasi dengan kondisi curah hujan yang sebenarnya dapat
dipelajari. Curah hujan harus diukur dengan alat pencatat hujan (recording
rain gauge) yang harus ditemptkan di dekat lysimeter tersebut.
Model Horton adalah salah satu model infiltrasi yang terkenal dalam