laju infiltrasi

PAPER HUBUNGAN TANAH, AIR, TANAMAN DAN ATMOSFER

 

Laju Infiltrasi pada Beberapa Jenis Tanah

 

 

  

SARTIKA

05081006006

 

 

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2010

 

PENDAHULUAN

 

1.              Latar Belakang

 

Kondisi tanah permukaan pada zona tak jenuh (unsaturated zone) sangat berpengaruh pada pergerakan air dalam profil tanah. Tinggi-rendahnya pergerakan air yang melalui profil tanah ini (laju infiltrasi akhir) adalah bergantung pada sifat fisik tanah yang dimilikinya.

Pengukuran sifat-sifat fisika tanah sangat diperlukan di dalam perencanaan dan perancangan suatu proyek yang berkaitan dengan pengembangan wilayah, misalnya suatu daerah aliran sungai (DAS). Sifat-sifat ini termasuk laju infiltrasi air secara vertikal ke dalam profil suatu tanah.

Pengujian laju infiltrasi ini dimaksudkan untuk mengetahui berapa kecepatan dan besaran masuknya atau meresapnya air secara vertikal ke dalam tubuh tanah. Dengan mengamati atau menguji sifat ini diharapkan mampu memberikan gambaran tentang kebutuhan air irigasi yang diperlukan bagi suatu jenis tanah untuk jenis tanaman tertentu pada suatu saat. Data laju infiltrasi ini juga dapat digunakan untuk menduga kapan suatu run-off akan terjadi bila suatu jenis tanah telah menerima sejumlah air tertentu baik melalui curah hujan ataupun irigasi dari suatu tandon air di permukaan tanah.

Dari gejala proses infiltrasi yang pada umumnya mula-mula cepat kemudian melambat dan disusul dengan kondisi konstan, maka dapat diduga seberapa besar kebutuhan air yang diperlukan oleh suatu jenis tanah pada suatu luasan tertentu untuk membasahinya, sejak dari kondisi kering lapangan (dengan rekahan-rekahan yang bersifat khusus bagi tiap jenis tanah) hingga keadaan yang kebutuhan airnya menjadi konstan. Data hasil pengukuran laju infiltrasi semacam ini juga dapat digunakan untuk tujuan perencanaan pengagihan air irigasi serta konservasi tanah dan air.

Tiap jenis tanah dengan ciri-ciri fisika, kimia, biologi, dan mineralogi yang berbeda-beda memerlukan perhitungan kebutuhan air yang berbeda-beda dalam tujuan pemberian airnya. Oleh sebab itu pengujian laju infiltrasi bagi tiap jenis tanah yang ada di dalam suatu DAS perlu dilakukan agar pengelolaannya secara terpadu dapat lebih tepat guna dan berhasil guna.

 

2.              Tujuan

Untuk mengetahui besarnya laju infiltrasi pada daerah aliran sungai yang berguna untuk memperkirakan banyaknya air irigasi yang dapat dipakai.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TINJAUAN PUSTAKA

 

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. Sedangkan yang dimaksud dengan daya infiltrasi (Fp) adalah laju infiltrasi maksimum yang dimungkinkan, ditentukan oleh kondisi permukaan termasuk lapisan atas dari tanah. Besarnya daya infiltrasi dinyatakan dalam mm/jam atau mm/hari. Laju infiltrasi (Fa) adalah laju infiltrasi yang sesungguhnya terjadi yang dipengaruhi oleh intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi.

Infiltrasi mempunyai arti penting terhadap :

a. 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.

b. Pengisian Lengas Tanah (Soil Moisture) dan Air Tanah Pengisian lengas tanah dan air tanah adalah penting untuk tujuan pertanian. Akar tanaman menembus daerah tidak jenuh dan menyerap air yang diperlukan untuk evapotranspirasi dari daerah tak jenuh tadi. Pengisian kembali lengas tanah sama dengan selisih antar infiltrasi dan perkolasi (jika ada). Pada permukaan air tanah yang dangkal dalam lapisan tanah yang berbutir tidak begitu kasar, pengisian kembali lengas tanah ini dapat pula diperoleh dari kenaikan kapiler air tanah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah:

1. Karakteristik –karakteristik hujan

2. Kondisi-kondisi permukaan tanah

• Tetesan hujan, hewan maupun mesin mungkin memadatkan permukaan tanah dan mengurangi infiltrasi.

• Pencucian partikel yang halus dapat menyumbat pori-pori pada permukaan tanah dan mengurangi laju inflasi.

• Laju infiltrasi awal dapat ditingkatkan dengan jeluk detensi permukaan.

• Kepastian infiltrasi ditingkatkan dengan celah matahari.

• Kemiringan tanah secara tidak langsung mempengaruhi laju infiltrasi selama tahapan awal hujan berikutnya.

• Penggolongan tanah (dengan terasering, pembajakan kontur dll) dapat meningkatkan kapasitas infiltrasi karena kenaikan atau penurunan cadangan permukaan.

3.               Kondisi-kondisi penutup permukaan

• Dengan melindungi tanah dari dampak tetesan hujan dan dengan melindungi pori-pori tanah dari penyumbatan, seresah mendorong laju infiltrasi yang tinggi
• Salju mempengaruhi infiltrasi dengan cara yang sama seperti yang dilakukan seresah.
• Urbanisasi (bangunan, jalan, sistem drainase bawah permukaan) mengurangi infiltrasi.

4.               Transmibilitas tanah

• Banyaknya pori yang besar, yang menentukan sebagian dari setruktur tanah, merupakan salah satu faktor penting yang mengatur laju transmisi air yang turun melalui tanah.

• Infiltrasi beragam secara terbalik dengan lengas tanah.

5.               Karakteristik-karakteristik air yang berinfiltrasi

• Suhu air mempunyai banyak pengaruh, tetapi penyebabnya dan sifatnya belum pasti.

• Kualitas air merupakan faktor lain yang mempengaruhi infiltrasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi daya infiltrasi antara lain :

a. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah (surface detention) dan tebal lapisan jenuh

b. Kadar air dalam tanah

c. Pemampatan oleh curah hujan

d. Tumbuh-tumbuhan

e. Karakteristik hujan

f. Kondisi-kondisi permukaan tanah

 

Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi antara lain :

a.               Jenis permukaan tanah

b.               Cara pengolahan lahan

c.                Kepadatan tanah

d.               Sifat dan jenis tanaman.

Infiltrasi dari segi hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dan air tanah. Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiknya dan derajat kemampatannya, kandungan air dan permebilitas lapisan bawah permukaan, nisbi air, dan iklim mikro tanah. Air yang berinfiltrasi pada sutu tanah hutan karena pengaruh gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan juga oleh tekanan dari pukulan air hujan pada permukaan tanah.

 

 

 

 

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

Obyek penelitian ini berupa beberapa jenis tanah yang relatif. Ada empat jenis tanah yang diuji, yakni (a) Aluvial Kelabu (b) Mediteran Merah dan Litosol (c) Latosol dan Litosol (d) tanah litosol. Pengamatan laju infiltrasi in situ dilakukan dengan menggunakaan metode infiltrasi cincin ganda (double ring infiltrometer). Garis tengah cincin (stainless steel) besar bagian dalam 80 cm dan cincin kecil 15 cm, sedangkan tinggi keduanya 30 cm. Untuk pengujian ini seluruhnya digunakan empat (4) set infiltrometer cincin ganda, ditambah dengan alat-alat seperti penera penurunan air berpelampung dan berskala, stopwatch, drum aspal dan ember plastik besar sebagai tandon air, meteran, peta, godam (palu besar), plat besi untuk mendorong infiltrometer masuk ke dalam tanaah, lembaran plastik, dan alat-alat tulis, Cara kerja pengamataan dapat dilihat dalam Landon (1980).

Data hasil pengamatan laju infiltrasi bagi setiap jenis tanah, disajikan dalam bentuk tabel dan atau kurve hubungan laju resapan versus waktu pengamatan, resapan kumulatif versus waktu pengamatan, dan kedua-duanya, tetapi dalam bentuk hubungan log-log. Untuk setiap jenis tanah nilai laju infiltrasinya diwakili oleh hasil rerata ulangannya.

 

1. Jenis tanah Aluvial Kelabu

 

Laju infiltrasi setiap waktu (instantaneous infiltration rate), yang menunjukkan kurve hubungan antara laju infiltrasi, IR (cm) dan waktu pengamatan, T(jam). Setelah pengamatan selama lebih dari 3 jam tanah ini sudah mulai menunjukkan nilai laju infiltrasi konstan, yakni kira-kira mendekati nilai 50 cm jam-1, yang menurut klasifikasi Booker Agricul-ture International (BAI) termasuk sangat cepat (>25 cm jam-1).

Untuk tanah dengan sifat seperti ini sistem irigasi luapan/genangan (surface irrigation) kurang tepat untuk dilaksanakan, sedangkan yang lebih baik adalah sistem curah terkendali (overhead irrigation), misalnya dengan cara pencaran (sprinkler). Untuk budidaya padi sawah (paddy rice) agar sesuai dengan syarat pertumbuhannya, maka tindakan pelumpuran tanah dapat membantu menekan nilai laju infiltrasi yang nisbi tinggi tersebut.

Nilai rerata laju infiltrasi tiap saat memberikan persamaan garis eksponensial y = - 45,313 ln(x) + 110,02, dan R2 = 0,9931. Pada pengamatan setelah 5 jam dan diprediksi berdasarkan persamaan tersebut diperoleh nilai laju infiltrasi sebesar 37,09 cm jam-1, yang menurut klasifikasi BAI termasuk sangat cepat (very rapid). Kurve log-log laju infiltrasi berupa persamaan garis lurus y = - 0,3316 x + 1,9623, dengan R2 = 0,9765,

 

2. Jenis tanah Litosol

 

Pada tanah ini kurve laju infiltrasi tiap saat diperoleh persamaan y = - 13,803 ln(x) + 57,727, dengan R 2 = 0,9595. Perhitungan berdasarkan hasil pengamatan setelah 5 jam, nilai laju infiltrasi yang diperoleh adalah sebesar 35,51 cm jam-1, yang menurut klasifikasi BAI termasuk sangat cepat (very rapid). Seperti halnya tanah Aluvial Kelabu, tanah Litosol ini lebih cocok untuk irigasi curah terkendali dibandingkan cara luapan atau genangan. Untuk tanaman padi sawah pelumpuran merupakan keharusan untuk menekan laju infiltrasi yang masih relatif tinggi.

Persamaan kurve log-log laju infiltrasi tiap saat y = - 0,2195 x + 2,044, dan R2 = 0,9389, sedangkan untuk Kurve log-log laju infiltrasi kumulatif y = 0,6479 x + 3,7397 dengan R2 = 0,9709.

 

3. Jenis tanah Latosol dan Litosol

 

Kurve laju infiltrasi tiap saat menunjukkan persamaan eksponensial y = - 1,8564 ln(x) + 7,711, dengan nilai R2 = 0,5951. Jika kurve ini digunakan untuk menghitung laju infiltrasi tiap saat setelah 5 jam pengamatan, maka diperoleh nilai laju infiltrasi konstan sebesar 4,18 cm jam-1. Nilai sebesar ini oleh BAI diklasifikasikan sebagai tingkat sedang (moderate).

 

4. Jenis tanah Mediteran dan Latosol

 

Hasil penggambaran merupakan garis non-linier dengan persamaan y = - 0,6896 ln (x) + 6,3 dengan R2 = 0,5733. Pada waktu pengamatan kira-kira 5 jam setelah dimulai yang lajunya mendekati konstan diperoleh nilai laju infiltrasi sebesar 5,19 cm jam-1, yang menurut klasifikasi BAI nilai ini termasuk kategori sedang (moderate). Persamaan gabungan log-log laju infiltrasi tiap saatnya adalah y = - 0,0933 x + 0,7709, R2 = 0,6974, sedangkan persamaan gabungan laju infiltrasi kumulatifnya y = 0,4585 x + 1,9685, R2 = 0,96.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KESIMPULAN

 

 

 

1.    Pengamatan selama minimum 4-5 jam telah menunjukkan laju infiltrasi yangsudah mulai konstan.

 

2.    Persamaan-persamaan garis pada kurve linier maupun non-linier menunjukkan nilai koefisien determinasi yang cukup tinggi (> 0,9), yang berarti bahwa angka-angka hasil pengukuran yang diperoleh in situ cukup handal, karena memang dilakukan dengan teliti dan hati-hati.

 

3.    Urutan nilai laju infiltrasi dari keempat jenis tanah tersebut setelah mencapai kondisi konstan, dari urutan tercepat ke yang paling lambat adalah sbb.: Aluvial Kelabu > Litosol > Latosol-Litosol > Mediteran Merah-Litosol.

 

4.    Nilai laju infiltrasi rerata pada tanah Aluvial Kelabu dan Litosol dapat mencapai 7-9 kali lebih besar dibandingkan pada tanah-tanah Latosol-Litosol dan Mediteran Merah-Litosol.

 

5.    Tanah Aluvial Kelabu dan Litosol mempunyai kategori laju infiltrasi sangat cepat (very rapid), sedangkan tanah Latosol-Litosol dan Mediteran-Litosol termasuk sedang (moderate).

 

6.    Pengukuran laju infiltrasi di lahan sawah yang ditanami padi berumur kira-kira satu bulan (kondisi tanah melumpur) mencapai laju infiltrasi konstan lebih cepat dan nilainyapun paling rendah dibandingkan kondisi tanah yang lain.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

Anonim.2010.infiltrasi.(online). (http://www.google.co.id/infiltrasi). (diakses

pada tanggal 2 juni 2010).

 

Landon, J.R. 1984. Booker Tropical Soil Manual. A Handbook for Soil Survey

and Agricultural Land Evaluation in the Tropics and Subtropics. Pitman

Press Ltd., Bath, Great Britain.

 

Siradz, S.A, Bambang D. Kertonegoro dan Suci Handayani. 2000. Peranan Uji In

           Situ Laju Infiltrasi dalam Pengelolaan DAS Grindulu-Pacitan. Universitas

           Gadjah Mada, Yogyakarta.