I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu penyebab terjadinya kerusakan tanah adalah adanya pertambahan jumlah penduduk secara terus-menerus. Dengan meningkatnya jumlah penduduk maka meningkatlah pula kebutuhan tempat tinggal maupun keperluan bercocok tanam. Dan kelihatannya jalan atau cara yang paling mudah untuk memenuhi kebutuhan diatas adalah dengan cara penebangan pohon-pohon di hutan.
Di daerah tropik basah seperti Indonesia, penyebab utama terjadinya erosi adalah air. Namun demikian besar kecilnya erosi ditentukan banyak faktor yang bisa mempengaruhinya. Menurut para ahli tanah faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya erosi adalah iklim, topografi (datar atau miringnya tanah), vegetasi (keadaan tanaman), tanah (jenis dan sifat tanahnya), dan manusia. Namun dari sekian banyak faktor, faktor manusialah yang paling memegang peranan paling penting.
Erosi bisa terjadi melalui dua cara yaitu yang terjadi secara alami atau dikenal dengan nama erosi alam atau erosi geologis dan erosi yang terjadi akibat tindakan manusia yang disebut erosi dipercepat.
gaya gravitasi akan mengalami percepatan, teteapi pada suatu saat tetesan hujan itu tidak lagi mendapat percepatan, sehingga kecepatannya relative konstan. Kecepatan yang konstan ini disebut kecepatan terminal dan kurang lebih 95% dari butiran hujan tersebut dapat mencapai kecepatan terminal setelah jatuhnya mencapai jarak 7-8 meter. Pada kecepatan terminal ini butir-butir hujan akan terpecah-pecah dan umumnya ukuran maksimal yang dicapai kurang lebih lima meter. Semakin besar intensitas hujan semakin besar pula ukuran butir hujannya.
Pendekatan perhitungan energy kimia hujan dengan menggunakan splash cup yang diisi media pasir ternyata besarnya energy kinetic hujan yang dihitung mempunyai korelasi 0.93 dengan besarnya energi kinetic yang dikemukakan oleh Wicshmeier dan Smith (1960).
B. Tujuan
1. Untuk mengetahui besarnya energi kinetis hujan melalui pendekatan
Splash Cup dengan menggunakan media pasir
2. Mengetahui energi kinetis hujan pada berbagai macam vegetasi
II. TINJAUAN PUSTAKA
Erosi tanah merupakan kejadian alam yang pasti terjadi dipermukaan daratan bumi. Besarnya erosi sangat tergantung dari faktor-faktor alam ditempat terjadinya erosi tersebut, akan tetapi saat ini manusia juga berperan penting atas terjadinya erosi. Adapun faktor-faktor alam yang mempengaruhi erosi adalah erodibilitas tanah, karakteristik landskap dan iklim. Akibat dari adanya pengaruh manusia dalam proses peningkatan laju erosi seperti pemanfaatan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya dan/atau pengelolaan lahan yang tidak didasari tindakan konservasi tanah dan air menyebakan perlunya dilakukan suatu prediksi laju erosi tanah sehingga bisa dilakukan suatu manajemen lahan. Manajeman lahan berfungsi untuk memaksimalkan.(As-syakur, 2008)
Produktivitas lahan dengan tidak mengabaikan keberlanjutan dari sumberdaya lahan.Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula (Kartasapoetra, 1985).
bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut sebagai virga.
Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:
1. Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es (Arsyad, 1989).
2. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan (Arsyad, 1989).
bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya (Arsyad, 1989).
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, 2002).
Pohon – pohon besar juga dapat mengakibatkan erosi bila bentuk daunnya membentuk mangkuk sehingga berpotensi mengakumulasi air hujan dan dibawahnya tidak ada penutup tanah (misal serasah, semak dan rerumputan).
Erosivitas hujan adalah potensi kemampuan hujan yang dapat menimbulkan erosi tanah (wischmer dan smith, 1960). Besarnya potensi tersebut dapat diukur dengan menghitung besarnya energy kinetic hujan. Menurut Hudson ( 1971) besarnya energy kinetic hujan tergantung pada tiga gaya yang bekerja pada tetesan air hujan yaitu (1). Gaya kebawah. (2). Gaya ke atas, dan (3). Gaya gesekan air hujan dalam udara.
umumnya ukuran maksimal yang dicapai kurang lebih lima meter. Semakin besar intensitas hujan semakin besar pula ukuran butir hujannya.
Secara umum besarnya energy kinetis yang dimiliki oleh suatu benda dinyatakan dalam persamaan empiris sebagai berikut,
Keterangan: M = massa benda. V = kecepatan gerak.
Dalam hubungannya dengan energy kinetis hujan, wischmer dan smith (1960) mengajukan formulasi sebagaii berikut.
Keterangan:
Ekin = energy kinetis hujan dalam joule/m2.
Ri = curah hujan selama periode tertentu dengan intensitas konstan (cm). Ii = intensitas hujan selama periode hujan yang bersangkutn (cm / jam).
LAL (1977) , Mengajukan formulasi sebagai berikut:
Keterangan :
Ekim = energy kinetis hujan watt / m2
Energy kinetis = ½ M (V)2
Ekin = R1 ( 210.3 + 89 log Ii) joule / m2
I= Intensitas hujan m/det. V = kecepatan hujan m/det.
Kinnell (1981), mengajukan formulasi sebagai berikut:
Keterangan:
Ekim = energy kinetis. I = Intensitas hujan .
Rumus-rumus tersebut hanyalah berlaku pada tempat-tempat terbuka dan tersedia alat pencatat hujan tipe otomatis. Untuk wilayah di bawah vegetasi atau daerah yang belum ada alat pencatat hujan tipe otomatis, Ellinson (1944) telah mengembangkan suatu cara dengan Splash Cup dengan formula empiris sebagai berikut:
Keterangan:
S = jumlah percikan tanah (spalash erotion) dan splash cup dalam gram selama kejadian hujan dan setara dengan besarnya energy kinetis hujan.
V = kecepatan tetesan hujan dalam inci per jam.
K = konstansa yang tergantung dari jenis media yang digunakan. D = diameter hujan (mm).
I = Rata-rata hujan (inci / jam).
Selanjutnya oleh mihara (1961) dan free (1960) dibuat hubungan antara erosi percik (splash erotion) dengan energy kinetic hujan dengan konversi:
Ekim = 11.9 + 3.79 Ln I
Untuk media pasir splash erotion α (energy kinetic ) 0.9 .
Untuk media tanah splash erotion α (energy kinetic ) 1.46 .
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang di gunakan dalam praktikum Pengukuran energi kinetis hujan dengan metode Spalsh cup adalah Splash cup, timbangan analisits, dapur pengering, kantong plastik, botol pemancar, Aquades, Pasir lolos saringan 0,5 mm.
B. Prosedur kerja
1. Dicari lokasi yang mempunyai berbagai vegetasi dan temukan titik titik pemasangan Splash cup. Pasanglah pula di tempat terbuka sebagai pembanding
2. Splash cups di isi dengan pasir yang telah di cuci berdiameter 0,25-0,50 mm sampai penuh. Sambil di ketuk ketuk seca pelan pelan hingga rata
3. Splash cups yang telah terisi pasir kering di keringkan ke dalam dapur pengering sehingga mencapai kering mutlak ( pada suhu 110 C selama 20-30 jam )
4. Splash cup di dinginkan ke dalam eksikator sampai menjadi dingin ( kurang lebih 15-30 menit ) dan setelah dingin di timbang
6. Setiap 24 jam di amati, di catat besarnya curah hujan ( dari alat pengukur curah hujan yang terpasang pada tempat yang terbuka ) dan timbanglah Splash cup tersebut setelah di keringkan
7. Lakukan point 1-6 pada berbagai vegetasi selama satu bulan dan lakukan ulangan secukupnya.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
E = A-B
d Keterangan :
= - 0,981 0,723 = - 1,35
α Tabel 5% = 2,262, T hitung = - 1,35
T hitung < α Tabel 5%
Kesimpulan = Hasil tidak berbeda nyata, maka terjadi erosi baik di naungan maupun di non naungan.
B. Pembahasan
Erosi adalah suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan permukaan tanah atas, baik disebabkan oleh pergerakan air maupun angin (Suripin, 2004). Erosi merupakan tiga proses yang berurutan, yaitu pelepasan (detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan (deposition) bahan-bahan tanah oleh penyebab erosi (Asdak, 1995).
Mekanisme Terjadinya Erosi
Erosi adalah peristiwa hilang atau terkikisnya tanah atau bagian tanah dari suatu tempat dan terangkat ke tempat lain, baik oleh pergerakan air, angina dan/atau es. Erosi diawali oleh terjadinya penghancuran agregat tanah. Ketika hujan berlangsung, maka butir-butir air hujan dengan gaya kinetiknya menimpa tanah (terutama tanah gundul) dan memecahkan bongkah-bongkah tanah atau agregat tanah akibatnya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Partikel-partikel tersebut
dan kecepatan tertentu. Aliran permukaan mempunyai energi untuk mengikis dan mengangkut partikel-partikel tanah yang telah dihancurkan atau yang dilewatinya. Apabila tenaga aliran permukaan sudah tidak lagi mampu mengangkut bahan-bahan
hancuran tersebut, maka bahan-bahan ini akan diendapkan (tahap deposisi).(Mawardi, 2011)
Gambar 1.1Bagan Alir Proses Erosi oleh Air
Tipe-Tipe Erosi
Berdasarkan bentuknya erosi dibedakan menjadi 7 tipe, diantaranya yaitu:
b. Erosi aliran permukaan (overland flow erosion) akan terjadi hanya dan jika intensitas dan/atau lamanya hujan melebihi kapasitas infiltrasi atau kapasitas simpan air tanah.
c. Erosi alur (rill erosion) adalah pengelupasan yang diikuti denganpengangkutan partikel-partikel tanah oleh aliran air larian yang terkonsentrasi di dalam saluran-saluran air
d. Erosi parit/selokan (gully erosion) membentuk jajaran parit yang lebih dalam dan lebar dan merupakan tingkat lanjutan dari erosi alur
e. Erosi tebing sungai (streambank erosion) adalah erosi yang terjadi akibat pengikisan tebing oleh air yang mengalir dari bagian atas tebing atau oleh terjangan arus sungai yang kuat terutama pada tikungan-tikungan
f. Erosi internal (internal or subsurface erosion) adalah proses terangkutnya partikel-partikel tanah ke bawah masuk ke celah-celah atau pori-pori akibat adanya aliran bawah permukaan
g. Tanah longsor (land slide) merupakan bentuk erosi dimana pengangkutan atau gerakan massa tanah yang terjadi pada suatu saat dalam volume yang relative besar. (Suripin, 2004)
Energy kinetis (Joule/m2 mm) merupakan hubungan antara selisih berat pasir kering mutlak sebelum dan sesudah kehujanan dalam gram dengan luas lingkaran splash cup (m2) dimana jari – jari splash cup adalah 3 cm.
Menurut Hudson (1971) besarnya energy kinetic hujan tergantung dari tiga gaya yang bekerja pada tetesan air hujan yaitu :
2. Gaya keatas
3. Gaya gesekan air hujan dalam udara.
Secara umum besarnya energy kinetis yang dimiliki oleh suatu benda dinyatakan dalam persamaan empiris sebagai berikut :
Keterangan : M = Masa benda V = Kecepatan gerak
Dalam kaitannya dengan energy kinetic hujan, Wischmeir dan smith (1960) mengajukan formulasi sebagai berikut :
Keterangan :
Ekim = Energi kinetis hujan dalam Joule/m2
Ri = Curah hujan selama periode tertentu dengan intensitas konstan ( Cm ) Ii = Intensitas hujan selama periode hujan yang bersangkutan ( Cm/jam)
LAL (1977), mengajukan informasi sebagai berikut :
Keterangan :
Ekim = Energy kinetis hujan Watt/m2 I = Intensitas hujan m/det
V =Kecepatan hujan m/det
Kinnell (1981), mengajukan formulasi sebagai berikut :
Keterangan :
Ekim = Energi kinetis J/m2-mm I = Intensitas hujan (mm)
Ellison (1944) telah mengembangkan suatu cara pengukuran energy kinetis hujan dengan splash cup dengan formulasi empiris sebagai berikut :
Keterangan :
S = Jumlah percikan tanah (splash erosion) dan splash cup dalam gram selama kejadian hujan dan setara dengan besarnya energy kinetis hujan.
V = Kecepatan tetesan hujan dalam inci per jam
K = Konstanta yang tergantung dari jenis media yang digunakan D = Diameter hujan (mm)
Selanjutnya oleh mihara (1961) dan free (1960) dibuat hubungan antara erosi percik (splash erotion) dengan energy kinetic hujan dengan konversi:
Untuk media pasir splash erotion α (energy kinetic ) 0.9 .
Untuk media tanah splash erotion α (energy kinetic ) 1.46 .
( Baver, 1960 ) Pendekatan perhitungan energy kimia hujan dengan menggunakan splash cup yang diisi media pasir ternyata besarnya energy kinetic hujan yang dihitung mempunyai korelasi 0.93 dengan besarnya energi kinetic yang dikemukakan oleh Wicshmeier dan Smith (1960).
S = α V 4,33
Secara garis besar metode konservasi tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan utama, yaitu (1) secara agronomis, (2) secara mekanis, (3) secara kimia. Metode agronomis atau biologi adalah memanfaatkan vegetasi untuk membantu menurunkan erosi lahan. Metode mekanis atau fisik adalah konservasi yang berkonsentrasi pada penyiapan tanah supaya dapat ditumbuhi vegetasi yang lebat, dan cara memanipulasi topografi mikro untuk mengendalikan aliran air dan angin. Sedangkan metode kimia adalah usaha konservasi yang ditujukan untuk memperbaiki struktur tanah sehingga lebih tahan terhadap erosi. Atau secara singkat dapat dikatakan metode agronomis ini merupakan usaha untuk melindungi tanah, mekanis untuk mengendalikan energi aliran permukaan yang erosif, dan metode kimia untuk meningkatkan daya tahan tanah (Suripin, 2004).
Cara vegetatif atau cara memanfatkan peranan tanaman dalam usaha pengendalian erosi dan atau pengawetan tanah dalam pelaksanaannya dapat meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut : (a) penghutanan kembali (reboisasi) dan penghijauan, (b) penanaman tanaman penutup tanah, (c) penanaman tanaman secara garis kontur, (d) penanaman tanaman dalam strip, (e) penanaman tanaman secara bergilir, dan (f) pemulsaan atau pemanfaatan seresah tanaman (Kartasapoetra, 1985).
Adapun usaha konservasi tanah dan air yang termasuk dalam metode mekanis antara lain meliputi :
a. Pengolahan tanah
c. Pembuatan teras
d. Pembuatan saluran air (waterways)
e. Pembuatan dam pengendali (check dam) (Suripin, 2004).
Pengendalian erosi secara kimiawi, yaitu pengendalian erosi yang didasarkan atas usaha penambahan bahan kimiawi yang bersifat organic maupun anorganik secara terencana ke dalam tanah untuk memperbaiki/memulihkan sifat fisik dan kimiawi tanah. Pengendalian erosi secara kimiawi yang tidak terencana dapat merugikan tanaman antara lain keracunan serta pengrusakan sifat fisik tanah sehingga menjadi lebih peka terhadap erosi. Tujuan pengendalian erosi secara kimiawi :
(a) Memanipulasi struktur tanah sehingga terbentuk agregasi
(b) Mempercepat dekomposisi mulsa dan seresah (Tim Peneliti BP2TPDAS IBB, 2002).
Konservasi tanah mekanik adalah semua perlakuan fisik mekanis yang diberikan terhadap tanah, dan pembuatan bangunan yang ditujukan untuk mengurangi aliran permukaan dan erosi serta meningkatkan kelas kemampuan tanah. Teknik konservasi tanah ini dikenal pula dengan sebutan metode sipil teknis.
Banyak ragam rekayasa konservasi tanah dan air dalam pengelolaan tanah, salah satunya adalah pengelolaan tanah dengan cara terasering (terrace).(Mawardi, 2011).
tergolog mekanis adalah rorak, mulsa vertical, barisan batu, saluran drainase (saluran pengelak, saluran pembuangan air dan bangunan terjunan), pembuatan bedengan searah kontur dan lain sebagainya.
a. Teras
Teras merupakan metode konservasi yang ditujukan untuk mengurangi panjang lereng, menahan air sehingga mengurangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan, serta memperbesar peluang penyerapan air oleh tanah. Tipe teras yang relative banyak dikembangkan pada lahan pertanian di Indonesia adalah teras bangku dan teras gulud.
b. Rorak
Rorak merupakan tempat/lubang penampungan atau peresapan air, dibuat di bidang olah atau saluran peresapan. Peresapan rorak ditujukan untuk memperbesar peresapan air ke dalam tanah dan menampung tanah yang tererosi.
c. Mulsa vertical
Untuk memaksimalkan peresapan air ke dalam tanah, dapat dilakukan dengan menambahkan sisa tanaman, seresah gulma, pangkasan tanaman penguat ke dalam saluran teras, rorak atau ke dalam lubang-lubang peresapan air.
d. Bedengan
Pemodelan erosi tanah adalah penggambaran secara matematik proses-proses penghancuran, transport, dan deposisi partikel tanah di atas permukaan lahan. Terdapat tiga alasan dilakukannya pemodelan erosi, yaitu:
a. model erosi dapat digunakan sebagai alat prediksi untuk menilai/menaksir kehilangan tanah yang berguna untuk perencanaan konservasi tanah (soil conservation planning), inventarisasi erosi tanah, dan untuk dasar pembuatan peraturan (regulation);
b. model-model matematik yang didasarkan pada proses fisik (physicallybased mathematical models) dapat memprediksi erosi di mana dan kapan erosi terjadi, sehingga dapat membantu para perencana konservasi tanah dalam menentukan targetnya untuk menurunkan erosi; dan
c. model dapat dijadikan sebagai alat untuk memahami prose-proses erosi dan interaksinya, dan untuk penetapan prioritas penelitian. (Nearing et al., 1994 cit. Vadari et al., 2004).
selanjutnya diperbaiki dengan model AGNPS atau agricultur non-point sources pollution model (Sinukaban, 1997 cit. Vadari et al., 2004).
Metode USLE (Universal Soil Loss Equation) merupakan metode yang umum digunakan untuk memperediksi laju erosi. Selain sederhana, metode ini juga sangat baik diterapkan di daerah-daerah yang faktor utama penyebab erosinya adalah hujan dan aliran permukaan. (As-syakur, 2008).
Kemampuan hujan dalam menghancurkan agregat tanah ditentukan oleh energi kinetiknya. Energi kinetik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Hudson, 1976; Kohnke and Bertrandt, 1959) :
rumus :
dimana :
Ek = energi kinetik hujan m = masa butir hujan v = kecepatan butir hujan
selanjutnya besarnya energi kinetik secara kuantitatif dihitung berdasarkan persamaan oleh Wischmeier 1960 dalam Soil Conservation yaitu :
rumus : dimana :
KE = energi kinetik hujan dalam ton/ha/cm I = intensitas hujan (cm/jam)
Pada praktikum acara 1 dilakukan dengan menggunakan dua bentuk perlakuan yaitu perlakuan Spalsh cup yang telah berisi media pasir dan di
Energy kinetis = 1
2M ( V ) 2
tempatkan pada tempat yang berada dalam naungan dan tidak berada dalam naungan. Awalnya Splash cup di isi dengan pasir, kemudian pasir serta di ratakan, setelah rata splash cup di keringkan di dapur pengering dan di dinginkan di dalam eksikator. Setelah dingin Splash cup di timbang dan berat yang sudah di ketahui dari Splash cup kemudan di tempat pada pengamatan yang telah di tentukan.
Berdasarkan data hasil praktikum pada table energy kinetic di peroleh energi kinetic hujan yang berbeda beda antar masing masing perlakuan. Pada perlakuan Splash cup yang di tempatkan pada naungan rata-rata energy kineteik sebesar 6,81 J/m. Sedangkan untuk perlakuan Splash cup yang di tempatkan pada tempat terbuka (tanpa naungan) memiliki rata-rata energy kinetic sebesar 16,67 J/m.
Hal tersebut menunjukan bahwa air hujan yang jatuh ke tanah yang juga memiliki energy kinetic dapat di hambat dan di perkecil dengan adanya vegetasi yang berada di atas permukaan tanah. Hal ini sesuai dengan pendapat Arsyad (1989), bahwa. Vegetasi dapat mengitersepsi curah hujan yang jatuh dengan daun, batang yang akan mengurangi kecepatan jatuh serta memecah butiran hujan menjadi lebih kecil. Curah hujan yang mengenai daun akan menguap kembali ke udara dan inilah yang disebut dengan kehilangan intersepsi tanaman. ( Arsyad, 1989).
melalui transpirasi. Berkurangnya kandungan air tanah menyebabkan tanah mampu mengabsorbsi air lebih banyak sehingga jumlah limpasan berkurang.
Berdasarkan table uji T didapatkan hasil T hitung -1,35, nilai T table 5 % nilainya 2,262. Kesimpulannya hasil tidak berbeda nyata, maka terjadi erosi baik di naungan maupun di non naungan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Pada Splash cup yang di letakan di dua tempat yang berbeda yaitu dengan naungan dan tanpa naungan ternyata memili perbedaan yang cukup nyata. Splash cup yang berada di tempat naungan memiliki rata-rata energy kinetic 6,81 J/m. Sedangkan pada tempat tanpa naungan memiliki rata-rata energy kinetic 16,67 J/m.
2. Berdasarkan hasil tersebut menunjukan bahwa energy kinetic dari ari hujan dapat di hambat dan di perkecil oleh adanya vegetasi yang berada di atas permukaan tanah karena vegetasi ini merupakan salah satu factor yang mempengaruhi dalam proses terjadinya erosi.
3. Kekuatan dari energy kinetic memiliki korelasi yang positif terhadap curah hujan bulanan, dimana pada saat proses pelaksanaan praktikum ini curah hujan yang turun tidak begitu banyak, sehingga energy kinetik yang di turunkan pun tidak terlampau besar seperti pada daerah yang memiliki curah hujan bulanan tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, S. 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor
Asdak, Chay. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
As-syakur , Abdul Rahman. 2008. Prediksi Erosi Dengan Menggunakan Metode USLE Dan Sistem Informasi Geogra_s (SIG) Berbasis Piksel Di Daerah Tangkapan Air Danau Buyan. Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (PPLH) Universitas Udayana. Jurnal PIT MAPIN XVII, Bandung 10-12-2008 Baver, L.D. 1959. Soil Physics. John Wiley and Sons, Inc. New York.
Ellison,W.D.1944.Studies of Rain drop Erosion,Agricultural Enginering, 25 : 131 -139 -181 – 182.
Kartasapoetra, A.G.2000. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Penerbit Rineka Cipta. Jakarta
Kinnell,P.I.1981. Rainfall intensity – Kinetic Energy Relationships for Soil Loss Prediction, Soil Science Society of America, 45,1,153-155
Mawardi. 2011. Peranan Teras Kredit Sebagai Pengendali Laju Erosi Pada Lahan Bervegetasi Kacang Tanah. Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang. Jurnal TEKNIS Vol. 6 No.3 Desember 2011 : 105 -113.
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Penerbit Andi, Yogyakarta
Sutedjo, M.M., dan A.G Kartasapoetra. 2002. Pengantar Ilmu Tanah. Penerbit Rhineka Cipta. Jakarta.
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Tanah terdapat dimana-mana, tetapi kepentingan orang terhadap tanah berbeda-beda, dalam pertanian, tanah diartikan lebih khusus yaitu sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dan organisme (vegetasi atau hewan) yang hidup diatas atau didalamnya, selain itu di dalam tanah terdapat juga udara dan air.
Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain, disamping campuran bahan mineral dengan bahan organik, maka dalam proses pembentukan tanah terbentuk pula lapisan-lapisan tanah atau horizon-horison. Tanah akan kehilangan bahan-bahan mineral tersebut jika tanah dipergunakan secara terus-menerus tanpa memperhatikan kaedah-kaedah konservasi maupun pengelolaan tanah yang baik.
pertanian semakin sempit karena dialihfungsi lahan pertanian menjadi pemukiman, lahan industri dan sebagainya, akibatnya untuk memenuhi kebutuhan penduduk, lahan yang ada telah dipaksa untuk berproduksi setingi-tinginya dan karena cara ini juga belum memuaskan maka akhir-akhir ini pertanian tanaman musiman mau tidak mau harus menggunakan lahan yang sebenarnya tidak diperbolehkan untuk tanaman semusim sebagai contoh penebangan tanaman tahunan di cagar alam, lahan miring, dan hutan, sehingga pada waktu hujan tanah tidak mampu menyerap air hujan, sehingga air hujan yang berupa air limpasan menghancurkan dan mengangkat tanah lapisan atas, serta dapat menyebabkan kerugian materi, maupun non-materi.
Di Indonesia masalah tersebut banyak terjadi di berbagai daerah, masalah erosi sebenarnya telah lama diketahui mulai pertengahan abad ke-19, erosi merupakan peristiwa hilang atau terkikisnya tanah atau bagian tanah dari suatu tempat yang terangkut ketempat lain,baik disebabkan oleh pergerakan air maupun angin.
B. TUJUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
Hidraulic conductivity (HC) merupakan suatu parameter sifat fisik tanah yang menunjukan kemampuan tanah dalam kedaan jenuh untuk melakukan atau melewatkan air. Dengan demikian nilai hantaran hidrolik suatu tanah juga mencerminkan suatu kondisi pori tnah oleh penyusunan butir butir agregat tanah.
HC dapat di tentukan dengan menggunakan metode pendugaan (metode kolerasi) dan melalui pengukuran serta pendungaan HC melalui metode kolerasi di lakukan dengan memakai meotde distribusi ukuran butir ataubmetode permukaan spesifik. Kedua metode dapat dugunakan untuk pendugaan HC laren adanya hubungan yang erat antara ukuran dan jumlah pori sera ukuran butir dengan HC. Penetapan nilai HC melalui pengukuran dapat di lakukan di labolatorium atau d lapangan. Metopde yang sering di gunakan aadalah Constand head, Falling head, dan ring sample ( di labolatorium )/ sedangkan di lapangan di pergunakan metode auger hole, inverse auger hole, dan peizometer.
Dalam praktikum ini akan di lakukan metode pengukuran HC di lapang. HC dalam kedaan jenuh adalah suatu konstanta yang menentukan aliran suatu cairan yang melalui suatu medium jenuh pada suatu luas penampang tertentu yang berasal dari suatu turunan sempiris hubungan beberapa factor yang di kemukanan oleh Darcy:
q = kecepatan volume aliran yang meleawati suatu bidang normal ( tegak lurus aliran)
K = konstanta HC
H = Hidraulic Head yang mempengaruhi pergerakan air dari suatu tempat ke tempat lain
L = panjang atau tebal media atau contoh tanah yang di lalui aliran.
Hokum darcy ini sebenarnya hanya dapat di pakai untuk aliran auir yang betuk betk laminar. Sehiungga dalam penentuan HC di labolatorium dengan cara ini sering timbul masalah. Pengukuran HC di lapngan dapat di lakukan dengan metode auger Hole, Inverse auger hole, dan plezon eter. Dalam pelksanaanya, pengukuran HC dapat di laksanakan pada :
a. Permukaan air tanah berubah yaitu dengan mengukur jumlah kenaikan air atau penurunan permukaan air tanah per satuna waktu
b. Permukaan air tanah berubah yaitu dengan mengukur jumlah kenaikan air atau penurunan permukaan air tanah per satuna waktu.
Dalam keadaan jenuh, menurut hukum Darcy (1856 ) volume air yang mengalir melalui satu irisan melintang suatu luasan persatuan waktu (disebut fluk
q) adalah sebanding dengan hantaran hidrolik dan gradien 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
sifat-sifat fisik tanah tersebut. Batas suatu horison dengan horison lain dalam suatu profil tanah dibedakan kedalam beberapa tingkatan yaitu nyata ( lebar peralihan kurang dari 2,5 cm ), jelas ( lebar peralihan 2,5 – 6,5 cm), berangsur ( lebar peralihan 6,5 – 12,5 cm), dan baur ( lebar peralihan lebih dari 12,5 cm ). Bentuk tofografi dari batas horison dapat rata, berombak, tidak teratur atau terputus. Warna tanah ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam buku Munsell Soil Color Chart. Dibagi menjadi tiga variabel, yaitu :
1. Hue adalah warna spektrum yang dominan sesuai dengan panjang gelombangnya. Hue dibedakan menjadi 5R; 7,5R; 10 R; 2,5YR; 5YR; 7,5YR; 10YR; 2,5Y; dan 5Y.
2. Value menunjukan gelap terangnya warna, sesuai dengan banyaknya sinar yang dipantulkan. Value dibedakan dari 0 sampai 8, dimana makin tinggi value menunjukan warna makin terang.
3. Chroma menunjukan kemurnian atau kekuatan dari warna spektrum. Chroma dibagi dari 0 sampai 8, dimana makn tinggi chroma menunjukkan kemurnian spketrum atau kekuatan warna spektrum makin meningkat.
Pori-pori tanah adalah bagian yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air). Dibedakan menjadi pori-pori kasar (berisi udara atau air gravitasi/air yang mudah hilang karena gaya gravitasi), dan pori-pori halus (berisi air kapiler atau udara) , (Sarwono, 1987)
berbagai penggunaan. Padas merupakan bagian tanah yang mengeras dan padat sehingga tidak dapat ditembus akar tanaman ataupun air. Kedalam efektif adalah kedalaman tanah yang masih dapat ditembus akar tanaman. Lereng adalah keadaan lingkungan diluar solum tanah yang sangat besar pengaruhnya terhadap kesesuain tanah atau lahan untuk berbagai penggunaan. , (Sarwono, 1987).
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan bahan
Alat yang di gunakan dalam praktikum Hantaran hidrolik adalah Bor tanah, pelampung, mistar rol 2 meteran, tali, ember, gayung air, pipa pralon 0,25 inc, dan Stopwatch.
B. Prosedur kerja
1. Tanah di bor sampai kedalaman tertentu ( mencapai horizon B ) 2. Lubang tanah di siram dengan air secukupnya
3. Lubang tanah di isi dengan air 4. Alat pelampung di turunkan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Table 2.1 hantaran hidraulik I T (x) ∆t h (y) ∆h
1 1 37 10
2 1 43 6
3 1 47 4
4 1 51 4
5 1 54 3
7 2 59 5
= 2707 - 2 12 = 1096, 917
B. Pembahasan
Hantaran hidrolik adalah suatu parameter sifat fisik tanah yang menunjukan kemampuan tanah dalam keadaan jenuh untuk melewatkan dan melukan air. Menurut Baver, (1959), Secara kuantitatif hantaran hidrolik adalah kecepatan bergeraknya suatu cairan pda media berpori dalam kedaan jenuh atau di definisakan juga sebagai kecepatan air untuk menembus tanah pada periode waktu tertentu yang di nyatakan dalam centimeter per jam. Sedangkan Tujuan dari pengukuran hantaran hidrolik adalah untuk menentukan kapasitias dan kemampuan suatu tanah dalam melalukan dan melewatkan air.
Fungsi dari Hantaran hidrolik bagi dunia pertanian dan kehidupan sehari hari diantaranya adalah sebagai berikut:
1. 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 (Rohmat, 2009). 2. Dengan mengetahui hantaran hidrolik, maka dapat dirancang sistem drainase
3. Di gunakan untuk menentukan penggunaan dan pengelolaan pratis tanah. Karena hantaran hidrolik ini dapat memepengaruhi penetrasi air, laju penetrasi air, laju adsorpsi air, drainase internal, dan pencucian unsure hara. 4. Dalam kehidupan sehari hari hantaran hidrolik mempunyai manfaat dalam
segi melalukan dan melwatkan air limbah yan kotor dari aktivitas kehidupan Constant Head Test
Untuk test dengan cara constant head test banyaknya air yang mengalir lewat contoh tanah ditampung dalam gelas ukur. Waktu yang diperlukan untuk mengumpulkan air tersebut di catat. Perlu diingat bahwa pada constant head test, tinggi muka air diatas contoh tanah di USAHAKAN tetap (constant). Apabila volume air yang dikumpulkan dalam gelas ukur adalah = Q, dan waktu yang diperlukan untuk mengumpulkan
adalah t, maka : k = Q A i t
.
Falling Head Test
Untuk test Falling Head, air didalam pipa yang dipasang diatas contoh tanah dibiarkan turun. Volume air yang melewati contoh tanah adalah sama dengan volume air yang hilang di dalam pipa :
k. (h/L). A. dt = a. dh ...(1) Dimana :
A = luas penampang contoh tanah a = luas penampang pipa (tabung buret)
dt = waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dh = tinggi air didalam pipa yang hilang
Gambar 2.2 Skema uji falling head
Menurut Brata (2008) biopori merupakan ruang atau pori dalam tanah yang dibentuk oleh makhluk hidup, seperti mikroorganisme tanah dan akar tanaman. Bentuk biopori menyerupai liang (terowongan kecil) di dalam tanah dan bercabang-cabang dan sangat efektif untuk menyalurkan air dan udara ke dalam tanah. Liang pori terbentuk oleh adanya pertumbuhan dan perkembangan akar tanaman, serta aktivitas fauna tanah seperti cacing tanah, rayap dan semut di dalam tanah.
Manfaat Lubang Resapan Biopori
Teknologi lubang resapan biopori memiliki manfaat yang sangat banyak namun secara garis besar adalah sebagai berikut:
1. Mengurangi genangan
Pada daerah perkotaan umumnya pembangunan sangat berkembang maka semakin meningkat pula kawasan tertutup (kedap air) sehingga mengurangi daerah resapan yang mengakibatkan menurunnya volume resapan air ke dalam tanah. Di samping itu lahan terbuka di sekitar pemukiman/perumahan umumnya dalam keadaan padat akibat aktivitas manusia. Kondisi ini menyebabkan peningkatan jumlah air hujan terbuang sebagai air larian (run off) yang mengakibatkan terjadi genangan, sehingga pada musim hujan akan terjadi banjir. 2. Menambah cadangan air tanah
(Asdak, 2001). Dengan meningkatnya resapan air ke dalam tanah tentu ketersediaan air di bawah tanah akan semakin meningkat pula jumlahnya. Ketersediaan cadangan air bawah tanah sangat penting dan wajib dipelihara, khususnya di daerah perkotaan karena air bawah tanah merupakan salah satu cadangan sumber air bersih bagi masyarakat dan pelaku usaha kegiatan. Menurut Rauf (2001) bahwa metode lubang resapan biopori merupakan salah satu tindakan yang tepat dilakukan guna meningkatkan resapan air pada lahan pemukiman/ perkotaan, karena air yang masuk ke dalam biopori dapat dengan mudah bergerak dalam profil tanah dan masuk sebagai sebagai air bawah tanah (ground water). Pada tanah yang telah rusak di mana lapisan tanah atas (top soil) sudah tipis akibat terkikis oleh air larian, lubang resapan biopori dapat membantu mempercepat laju peresapan air ke dalam lapisan bawah tanah (sub soil) yang relatif padat, serta membantu pemasukan bahan organik ke dalam tanah. Dengan perbaikan kondisi sub soil tanah maka peresapan air semakin lancar, sehingga cadangan air tanah semakin terjamin (BPLHD JABAR, 2009).
Lubang resapan biopori berfungsi sebagai tempat menampung aliran permukaan untuk memberi kesempatan air meresap ke dalam tanah dan tersimpan menambah cadangan air tanah.
3. Mengurangi volume sampah organik
Sampah organik di Kota Medan sebahagian berasal dari sampah rumah tangga yang menghuni kawasan pemukiman, berupa sisa makanan atau sampah dapur. Selain itu juga berasal dari sisa tanaman berupa bekas pangkasan tanaman pekarangan, sisa hasil panen tanaman yang tidak terjual dan jerami, peningkatan jumlah penduduk mengakibatkan peningkatan volume sampah yang harus diangkut ke tempat pembuangan sementara (TPS) dan tempat pembuangan akhir (TPA).
Keterbatasan sarana dan prasarana penanganan sampah di Kota Medan menyebabkan pengelolaan sampah tidak berjalan maksimal, sehingga masyarakat mencari alternatif penanganan lain seperti membakar, membuang sampah ke sungai, menumpukkan di seberang tempat yang sangat mengganggu estetika lingkungan dan akan berdampak negatif terhadap pelestarian lingkungan.
Perencanaan Saluran Drainase
Menurut Soedarmo dan Purnomo (1993), perubahan kadar air akibat adanya resapan air yang masuk ke dalam tanah akan segera meningkatkan kadar air dan menurunkan kekuatan geser dalam tanah. Aliran air dalam tanah akan mempercepat terjadinya keruntuhan lereng karena air dapat menurunkan tingkat kelekatan butiran tanah. Semakin bertambah air yang masuk ke dalam pori-pori tanah maupun yang menggenang di permukaan tanah akan mempercepat terjadinya keruntuhan tanah (Hardiyatmo, 2003). Ohsuka & Yoshifumi (2001) menyebutkan bahwa peningkatan tekanan air pori menyebabkan terjadinya deformasi menjadi sangat cepat hingga mencapai keruntuhan. Meningkatnya tekanan air pori adalah salah satu penyebab utama keruntuhan lereng. Air yang mengalir dan mengisi retakan akan mendorong tanah ke arah lateral (Hardiyatmo, 2003). Secara umum, kekuatan gese tanah akan berkurang apabila mempunyai kadar air yang tinggi atau dalam kondisi yang sangat jenuh air (saturated).
Praktikum Konservasi Tanah dan Air kali ini di lakukan pengukuran terhadap Hantaran Hidrolik tanah. Pengukuran hantaran hidrolik ini telah dilakukan dalam waktu 31 menit. Penyerapan konstan terjadi pada menit ke 7 pada interval 5. Sehingga berdasarkan hasil analisis diperoleh hasil ∑xy = 454,25,
∑x2
= 1096,917 dan b (tan ) = 0,414 karena jari-jari (r) diketahui 6 maka
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Hidraulic conductivity (HC) merupakan suatu parameter sifat fisik tanah yang menunjukan kemampuan tanah dalam kedaan jenuh untuk melakukan atau melewatkan air.
2. Berdasarkan data hasil praktikum di peroleh nilai K sebesar 3,726 cm/dtk. Selama rentang waktu 31 menit. Penyerapan konstan terjadi pada menit ke 7 pada interval 5.
3. Hantaran hidrolik ini merupakan factor penting dalam dunia pertanian karena secara langsung hantaran hidrolik ini berkorelasi positif terhadap laju infiltrasi suatu tanah
B. SARAN
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, Sitanala. 1989. Konservasi Tanah dan Air. ITB press, Bogor.
Asdak, C. 2001. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Baver, L.D. 1959. Soil Physics. John Wiley and Sons, Inc. New York.
BPLHD Provinsi Jawa Barat. 2009. Implementasi Lubang Resapan Biopori untuk Perbaikan Lingkungan.
Brata, K. 2008. Lubang Resapan Biopori. Swadaya. Jakarta.
Darcy, H.P.G. 1856. Les Fontaines publiques de la Ville de Dijon. Victor Dalmont, Pris
Hardiyatmo, H.C., 1992, Mekanika Tanah 2, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Hardjowigeno, Sarwono. 1987. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo, Jakarta
http://erabaru.or.id/2008. Biopori Teknologi Solusi Banjir.
Ohtsuka, S., and Yoshifumi, 2001, Consideration on landslise mechanism based on pore water pressure loading test, The 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 27-31 August 2001, Istanbul,Turkey.
Sumatera Utara. Medan.
Rohmat, dede. 2009. Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut karaktereristik lahan. Bandung.
Soedarmo,G.D. dan Purnomo, S.J., 1993, Mekanika Tanah 2, Kanisius, Yogyakarta.
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Infiltrasi adalah proses meresapnya air atau proses meresapnya airdari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Dari siklus hidrologi, jelas bahwa air hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian akan meresap ke dalam tanah, sabagian akan mengisi cekungan permukaan dan sisanya merupakan overland flow.
Air adalah sesuatu yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup di bumi. Secara umum banyaknya air yang ada di planet ini adalah sama walaupun manusia, binatang dan tumbuhan banyak menggunakan air untuk kebutuhan hidupnya. Jumlah air bersih sepertinya tidak terbatas, namun sebenarnya air mengalami siklus hidrologi di mana air yang kotor dan bercampur dengan banyak zat dibersihkan kembali melalui proses alam.
Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain,disamping campuran bahan mineral dengan bahan organik, maka dalam proses pembentukan tanah terbentuk pula lapisan-lapisan tanah atau horizon-horison. Tanah akan kehilangan bahan-bahan mineral tersebut jika tanah dipergunakan secara terus-menerus tanpa memperhatikan kaedah-kaedah konservasi maupun pengelolaan tanah yang baik.
terlihat semakin banyak karena es di kutub utara dan kutub selatan mengalami pencairan terus – menerus akibat pemanasan global bumi sehingga mengancam kelangsungan hidup manusia di bumi. Oleh karena itu, untuk mengetahui siklus tersebut pada suatu lahan perlu dilakukan suatu pengujian mengukur infiltrasi.
Sumber daya alam utama, yaitu tanah dan air, mudah mengalami kerusakan atau degradasi. Kerusakan yang dialami pada tanah tempat erosi terjadi berupa kemunduran sifat-sifat kimia dan fisik tanah seperti kehilangan unsur hara dan bahan organik dan memburuknya sifat-sifat fisik yang tercermin antara lain pada menurunnya kapasitas infiltrasi dan kemampuan tanah menahan air, meningkatnya kepadatan dan ketahanan penetrasi tanah dan berkurangnya kemantapan struktur tanah.
Vegetasi yang tumbuh di atas tanah juga akan mempengaruhi infiltrasi pada tanah tesebut. Vegetasi pada atas tanah akan berpengaruh karena fungsi tanaman yang tumbuh di atas tanah sendiri nantinya akan berfungsi untuk melindungi agrerat-agrerat tanah dari kerusakan akibat datangnya butiran- butiran hujan yang turun ke bumi. Fungsi tanaman itu sendiri berbeda satu sama lain bergantung kepada pada jenis tanaman, perakaran, tinggi tanaman, tajuk, tingkat pertumbuhan, dan musim.
B. TUJUAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pengertian infiltarsi itu sendiri adalah salah satu proses yang mempunyai arti penting dalam tata air pertanian. Dengan kata lain air infiltarasi merupakan simpanan bawah permukaan atau disebut persediaan air di bawah tanah permukaan. Persediaan air bawah dapat juga langsung mengalir sehingga membentuk aliran bawah permukaan ( inter flow ) yang kemudian menjadi sungai. Selain dapat langsung mengalir, air infiltarsi juga dapat langsung masuk ke dalam tanah ataupun disebut juga dengan perlokasi.
Dari pengertian yang ada infiltrasi mempunyai peranan yang sangat erat dengan perlokasi karena sebenarnya peristiwa infiltrasi menyediakan air untuk perlokasi. Jika air dalam tanah tidak bergerak vertikal, tetapi kearah horizontal disebut dengan perembesan lateral, yang di sebabkan oleh permeabilitas lapisan tanah yang tidak seragam.
Kapisitas infiltrasi tidak sama untuk setiap jenis tanah. Pada tanah yang sama, kapasitas infiltrasi, dapat berbeda, tergantung dari kondisi fisik kimia dan biologi tanah tersebut. Infiltrasi juga dapat berubah sesuai dengan intensitas curah hujan.
Faktor faktor yang mempengaruhi infiltrasi di antaranya :
a. Faktor tanah
Sifat anah yang beperngaruh terhadap infiltrasi adlah tekstur, struktur jneis liat, kandungan, air pada saat mulai infiltrasi dan heterogenitas lapisan tanah.
b. Vegetasi
Vegetasi dapat mempengaruhi infiltrasi melalui pengaruh tajuk, akar, batang serta seresah terhadap air yagn jatuhnya di atasnya.
c. Lain lain
Faktor lain yang dapat berpengaruh terhadap infiltrasi adalah kemirngan lahan, suhu udara, udara terjebak dalam pori tanah. Walaupun pengaruh faktor faktor ini relatif kecil namun pada kondisi teretentu berpengaruh terhadap intensitas.
Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut (Subagyo, 1990).
Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:
1. Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es (Marshal, 1998).
2. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan (Marshal, 1998).
Infiltrasi adalah proses meresapnya air atau proses meresapnya air dari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Dari siklus hidrologi, jelas bahwa air hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian akan meresap ke dalam tanah, sabagian akan mengisi cekungan permukaan dan sisanya merupakan overland flow.
Infiltrasi mempunyai arti penting terhadap : 1. Proses Limpasan
Daya infiltrasi menentukan besarnya air hujan yang dapat diserap ke dalam tanah. Sekali air hujan tersebut masuk ke dalam tanah ia akan diuapkan kembali atau mengalir sebagai air tanah. Aliran air tanah sangat lambat. Makin besar daya infiltrasi, maka perbedaan antara intensitas curah dengan daya infiltrasi menjadi makin kecil. Akibatnya limpasan permukaannya makin kecil sehingga debit puncaknya juga akan lebih kecil
2. Pengisian Lengas Tanah (Soil Moisture) dan Air Tanah
III. METODE PRAKTIKUM
A. ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang di gunakan dalam praktikum pengukuran infiltrasi ini adalah tanah atau lahan, air, double ring infiltrometer, alat ukur, ember, gayung air, alat alat tulis, alat pemukul ring, dan Stopwatch.
B. PROSEDUR KERJA
1. Double ring infltrometer di masukan ke dalam tanah ( di pilih tempat yang baik, tidak banyak akar mati, sedalam 15 cm.
2. Kayu berat di letakan di atas ring secara melintang, dan kayu tersebut di pukul sambil poisisnya di pindahkan pindahkan di atas ring infiltrasi supaya tekanan terhadap ring merata dan juga masuk ke tanah secara bersamaan.
3. Penggaris atau alat ukur di letakan tegak lurus pada bagian dalam ring 4. Di buat garis tera pada ring sebgai titik nol, di lakukan hal yang sama pada
kedua ring, serta isi kedua ring sampai garis tera ( titik nol )
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL
Tabel 3.1 Laju Infiltrasi
t ∆t h (mm) ∆h
1 1 90 10
2 1 82 8
3 1 76 6
4 1 72 4
5 1 70 2
7 2 68 2
10 3 66 2
13 3 64 2
16 3 62 2
Tabel 3.2 Persamaan Horton
No ∆t (X) Ln ∆h (Y) X2 Y2 X.Y
1 1 2,3 1 5,29 2,3
2 1 2,08 1 4,33 2,08
3 1 1,79 1 3,2 1,79
4 1 1,39 1 1,93 1,39
5 1 0,69 1 0,48 0,69
6 2 0,69 4 0,48 1,38
7 3 0,69 9 0,48 2,07
8 3 0,69 9 0,48 2,07
9 3 0,60 9 0,48 2,07
∑ 16 11,01 36 17,15 15,84
X2= X2 - XY = K =
= 36 - 2 = 1 1 =
= 7,6 = -3,73 = `- 0,49
Persamaan :
F = fe + (fo – fe ) e-kt
= 2 + (10 – 2 ) 2,718-0,49 . 16
= 2 – 23,07
= -21,07
Tabel 3.3 Persamaan konstiakof
No X (ln ∆t) Y (ln ∆h) X2 Y2 X.Y
1 0 2,3 0 5,29 0
2 0 2,08 0 4,33 0
3 0 1,79 0 3,2 0
4 0 1,39 0 1,93 0
5 0 0,69 0 0,48 0
6 0,69 0,69 0,48 0,48 0,48
7 1,1 0,69 1,21 0,48 0,76
8 1,1 0,69 1,21 0,48 0,76
9 1,1 0,69 1,21 0,48 0,76
3,99 11.01 4,11 17,15 2,76
X2 = X2 - XY = K =
= 4,11 –1 2 1 = 2 = 2 12 11 1
= -11,81 = - 2,12 = `0,18
I = e . f α
= 2,718 . (-1,73)
= -4,702
Kesimpulan : Laju infiltrasi yang terjadi masuk ke dalam kriteria lambat.
B. PEMBAHASAN
Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke
dalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih
dalam. Dengan kata lain, infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat
gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi mengalir ke tanah yang lebih
dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi. Laju
infiltrasi adalah banyaknya air persatuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah
secara vertical. Sedangkan Kapasitas Infiltrasi adalah Laju maksimal gerakan air masuk
ke dalam tanah. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan
tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil
dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan. Laju infiltrasi
umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan,
Faktor – faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi diantaranya adalah : a. 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 infiltrasi tanah akan lambat (Subagyo, 1990).
b. 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).
c. Total Ruang Pori Tanah
mengalami infiltrasi dengan cepat tanpa terjadinya aliran permukaan (Subagyo, 1990).
d. Bahan Organik 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 gembur pada tanah produktif (Subagyo, 1990).
e. 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).
f. 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.
luar. Sistem kerja alat tersebut adalah dengan cara memasukanya kedalam tanah dengan di pukul dari atas. Setelah alat tersebut masuk pada kedalam 15 cm maka di berikanya air kedalam lubang tersebut dan di catat laju infiltrasi yang terjadi. Berdarkan data yang di peroleh dari hasil praktikum yang dilakukan untul
menghitung laju infiltrasi pada t diperoleh hasil ∑xy = -3,73 ; ∑ 2 = 7,6; dan K =
-0,49. Sehingga diperoleh laju infiltrasi pada t = -21,07 sedangkan pada perhitungan
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan atas hasil yang di peroleh dari data praktikum, dapat di tarik beberapa kesimpulan yaitu :
1. Infiltrasi suatu tanah dapat di pengaruhi oleh banyak factor seperti total ruang pori tanah, kerapatan massa, tekstur tanah, bahan organic tanah. Struktur tanah, dan kandungan air dalam tanah
2. Berdasarkan data hasil praktikum di peroleh nilai ∑xy = -3,73 ; ∑ 2 = 7,6; dan K = -0,49. Sehingga diperoleh laju infiltrasi pada t = -21,07 sedangkan pada
perhitungan infiltrasi kumulatif selama waktu (t) diperoleh hasil ∑xy = -2,12 ; ∑ 2
= -11,81;. Sehingga diperoleh infiltrasi kumulatif selama waktu (t) = 2,718 x -1,73 = -4,702.
B. SARAN
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Arsyad, Sitanala. 1989. Konservasi Tanah dan Air. ITB press, Bogor.
Baver, L.D. 1959. Soil Physics. John Wiley and Sons, Inc. New York.
Hardjowigeno, Sarwono. 1987. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo, Jakarta
Marshal, T. J., and W. Holmes. 1998. Soil Physics. Cambridg University Press. New York.
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Proses terjadinya siklus air disebut juga denga siklus hidrologi, dimana air terus mengikuti siklusnya. Air yang berada dipermukaan bumi kemudian menguap menuju kelangit dan berkumpul membentuk awan, hingga awan sampai pada titik jenuh lalu meneteskan air ke bumi. Inilah yang disebut air hujan, curah hujan ini merupakan unsure iklim yang mempunyai variasi terbesar baik itu variasi sebaran waktu dan variasi sebaran tempat.
Sifat Hujan adalah perbandingan antara jumlah curah hujan yang terjadi selama satu bulan dengan nilai rata-rata atau normalnya pada bulan tersebut di suatu tempat. Di Atas Normal, jika perbandingan terhadap rata-ratanya lebih besar dari 115%. Normal, jika perbandingan terhadap rata-ratanya antara 85%-115%. Di Bawah Normal, jika perbandingan terhadap rata-ratanya lebih kecil dari 85%. Indeks erosivitas merupakan suatu pengukuran potensi erosi dari suatu kejadian curah hujan.
dalam hal ini besarnya curah hujan, intensitas, dan distribusi hujan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan dan kerusakan erosi.
Besar curah hujan yang terukur dan tercatat oleh sebuah alat penekar hujan merupakan kejadian hujan local yang mewakili wilayah tidak luas. Sebaran hujan dalam suatu wilayah tergantung pada tipe hujan dan kondisi lahan, oleh karna itu perlu pengolahan data curah hujan agar dapat dimanfaatkan bagi kepentingan manusia dan alam. Penentuan hujan wilayah yang berdasarkan pada beberapa penakar hujan akan menghasilkan data yang lebih baik. Praktikum kali ini akan melekukan cara menganalisis sifat-sifat hujan.
B. TUJUAN
1. Menghitung indeks erovisitas hujan ( R ) menurut metode Wiscmier dan Smith (1959) atau E130
2. Menghitung Indeks Erosivitas hujan menurut R. LAL (1976) atau Aimp
3. Menghitung KE>1
II. TINJAUAN PUSTAKA
Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula. Hujan digolongkan menjadi tiga yaitu jenis hujan berdasarkan trjadinya, jenis hujan berdasarkan ukuran butirannya dan jenis hujan berdasarkan besarnya curah hujan (Subagyo, 1990).
Sifat Hujan : merupakan perbandingan antara jumlah curah hujan selama rentang waktu yang ditetapkan (satu periode musim kemarau) dengan jumlah curah hujan normalnya (rata-rata selama 30 tahun periode 1971-2000). Sifat hujan dibagi menjadi 3 (tiga) katagori, yaitu :
1. Diatas Normal (AN) : jika nilai curah hujan lebih dari 115% terhadap rata-ratanya. 2. Normal (N) : jika nilai curah hujan antara 85%--115% terhadap rata-ratanya. 3. Dibawah Normal (BN) : jika nilai curah hujan kurang dari 85% terhadap
rata-ratanya (Sutedjo, 2002).
a. Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar
b. Hujan zenithal, yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator, akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan-gumpalan awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan
c. Hujan orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan, suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan
d. Hujan frontal, yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat massa udara dingin lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal
2. Jenis-jenis hujan berdasarkan ukuran butirnya
a. Hujan gerimis / drizzle, diameter butirannya kurang dari 0,5 mm
b. Hujan salju, terdiri dari kristal-kristal es yang suhunya berada dibawah 0° Celsius
c. Hujan batu es, curahan batu es yang turun dalam cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° Celsius
d. Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° Celsius dengan diameter ±7 mm
3. Jenis-jenis hujan berdasarkan besarnya curah hujan (definisi BMKG) a. hujan sedang, 20 - 50 mm per hari
b. hujan lebat, 50-100 mm per hari
c. hujan sangat lebat, di atas 100 mm per hari
III. METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan bahan
Alat dan bahan yang di gunakan dalam praktikum cara menganalkisis sifat sifat hujan adalah kertas pias, dan pen marker, serta alat tulis lainya
B. Prosedur kerja
1. Kertas pias yang terlampir di bagi menjadi beberapa periods, a-b, b-c, c-d, dan seterusnya sesuai dengan bentuk grafik hujan yang ada. Pembagaina ini berdasarkan kemiringan kurava
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL
EI30 = 1
I =
E = 210,3 + 89 log I
I30 =
Periode hujan 1
I1 = = 20 mm E1 = 210,3 + 89 log (20)
I30 = 10 mm x 60/30 = 210,3 + 115,7
= 20 mm = 326
Periode hujan 2
I2 = = 11,25 mm E2 = 210,3 + 89 log (11,25)
I30 = 5 mm x 60/30 = 210,3 + 93,45
Periode hujan 3
I3 =
= 20 mm E3 = 210,3 + 89 log 20
I30 = 10 mm x 60/30 = 210,3 + 115,7
= 20 mm = 326
Periode hujan 4
I4 =
= 16 mm E4 = 210,3 + 89 log 16
I30 = 8 mm x 60/30 = 210,3 + 106,8
= 16 mm = 317,1
I30 = = 20 mm/jam EI30 =
1
= 12 2 2
1 = 25,457 mm/jam
Kesimpulan : EI30 > 25 mm yaitu sebesar 25, 457 mm/jam. Maka berpotensi
erosi.
B. PEMBAHASAN
(Asdak, 1995). Erosivitas hujan sebagian terjadi karena pengaruh jatuhan butir hujan langsung di atas tanah dan sebagian lagi karena aliran air di atas permukaan tanah.
Proses erosi oleh air hujan merupakan kombinasi dua sub proses yaitu,
1. Penghancuran struktur tanah menjadi butir-butir primer,
2. Penghancuran struktur tanah diikuti pengangkutan butir-butir tanah tersebut (Arsyad, 1989). Proses penghancuran dan pengangkutan oleh erosi air ditentukan oleh :
a. tenaga penghancuran butir hujan, jumlah serta kecepatan aliran permukaan, b. daya tahan tanah terhadap disperse dan pengangkutan oleh air (Sinukaben,
1982).
Sedangkan menurut ( ) menjelaskan bahwa proses terjadinya erosi akibat hujan adalah sebagai berikut :
segala jurusan, tapi pada tanah yang miring, terjadi pengangkutan ke bawah searah lereng. Pada saat butiran air hujan mengenai permukaan tanah yang gundul, partikel tanah dapat terlepas dan terlempar beberapa centimeter ke udara. Pada dasarnya partikel-partikel tanah tersebar lebih kurang merata ke segala arah, tapi untuk lahan miring terjadi dominasi ke arah bawah searah lereng. Partikel-partikel tanah ini akan menyumbat pori-pori tanah sehingga akan menurunkan kapasitas dan laju infiltasi, maka akan terjadi genangan air di permukaan tanah, yang kemudian akan menjadi aliran permukaan.
Aliran permukaan ini menyediakan energi untuk mengangkut partikel-partikel yang terlepas, baik oleh percikan air hujan maupun oleh adanya aliran permukaan itu sendiri. Pada saat energi atau aliran permukaan menurun dan tidak lagi mengangkut partikel tanah yang terlepas, maka artikel tanah tersebut akan diendapkan. Proses-proses percikan dan aliran di atas tanah itulah yang menyebabkan erosi lapisan (sheet erosssion), yakni degradasi permukaan tanah yang relatif merata. Erosi lapisan sulit untuk mendeteksinya, kecuali apabila permukaan tanahnya lebih rendah dibawah tanda-tanda tanah lama pada tiang-tiang pagar, akar-akar pohon yang terlihat, atau pilar-pilar kecil dari tanah yang tertutup oleh batu-batu, masih ada. ( Hudson, 1977 )
dimaksudkan untuk satu kali hujan atau masa tertentu seperti perhari, perbulan, permusim atau pertahuan. Curah hujan harian yaitu banyaknya volume air yang jatuh pada daerah tertentu selama satu hari. Curah hujan bulanan adalah banyaknya volume air yang jatuh pada areal tertentu selama satu bulan. Dan Curah hujan tahunan adalah banyaknya volume air yang jatuh pada areal tertentu selama satu tahun. Besarnya curah hujan perhari, perbulan, dan pertahun ini dapat mempengaruhi proses terjadinya erosi. Dimana dalam curah hujan yang tinffi serta intensitas hujan yang tinggi akan mempercepat proses terjadinya erosi karena semakin banyak jumlah air ke tanh dan semakin tinggi pula energi kinetik yang di hasilkanya. Intensitas hujan menyatakan besarnya curah hujan yang jatuh dalam suatu waktu yang singkat yaitu 5,
Gambar 4.1 pemindahan partikel-partikel tanah oleh percikan ke bawah searah lereng
Wischmeier dan Smith (1960) mendapatkan indeks erosi hujan (erosivitas hujan) EI30 berkorelasi tinggi dengan aliran permukaan dan erosi, Penelitian di Indonesia pada umumnya mendapatkan hasil yang sama.
Untuk memperoleh nilai EI30 dapat dihitung dengan rumus :
Keterangan :
E = 210,3 + 89 log I
E = Energi kinetis hujan (ton m/ha/cm hujan)
I30 = Intensitas maksimum selama 30 menit dalam cm/jam.
EI30 adalah interaksi energy dengan intensitas maksimum 30 menit, E adalah Energi Kinetik selama periode hujan, I30 adalah intensitas maksimum 30 menit. Oleh karena EI30 dinyatakan sebagai indeks potensial erosi hujan atau indeks erosi hujan.
Bilangan Froude menunjukan pengaruh gravitasi. Apabila F = 1, maka aliran berada dalam tahap kritis, bila F < 1 aliran adalah subkritikal atau mempunyai
kecepatan yang rendah, dan bila F > 1 disebut superkritikal atau aliran cepat yang lebih erosi. Sehingga ukuran butir akan mempengaruhi laju aliran permukaan yang digunakan untuk proses erosi, pengangkutan dan pengendapan. Ukuran 0,01 mm membutuhkan laju aliran ukuran permukaan sebesar 60 cm/detik. (Wischemeier, 1960)
Upaya konservasi air dan lahan baik secara struktural dan non struktural. Sehubungan dengan pemanfaatan DAS Cisangkuy terutama di bagian tengah hingga hilir yang sudah maksimal maka upaya konservasi sumberdaya air secara structural direncanakan lebih difokuskan di DAS Cisangkuy hulu.
Upaya structural dimaksudkan untuk menekan laju sedimentasi di sungai, meningkatkan ketersediaan air di musim kemarau serta menurunkan puncak banjir. Bangunan yang diusulkan untuk memenuhi maksud di atas meliputi :
a. penempatan bangunan pengendali sedimen b. penempatan waduk-waduk kecil
c. pengamanan tebing
d. peningkatan pengambilan bebas menjadi bendung tetap e. pembuatan sumur resapan
Sedangkan upaya konservasi non struktural terutama melibatkan partisipasi masyarakat antara lain:
a. Gerakan hemat air
