Laporan Praktikum infiltrasi

Postingan ini ditujukan untuk memberi gambaran kepada anda untuk membuat laporan praktikum TID. Bukan intuk di copy paste seluruhnya.

I . PENDAHULUAN

A . Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Untuk menjamin keberlangsungan kehidupan di bumi, makhluk hidup baik manusia, hewan dan tumbuhan mutlak membutuhkan air sebagai kebutuhan primernya. Tidak ada kehidupan makhluk yang tidak terkait langsung atau tidak langsung dengan sumberdaya air. Tanpa air, mikroorganisme yang mendekomposisi bahan organik tidak akan pernah ada, demikian pula tidak akan pernah ada siklus materi dan energi, dengan demikian tanpa air tidak akan pernah ada kompleksitas ekosistem. Sehingga dapat dipastikan bahwa jika tidak ada air, maka kehidupan diatas permukaan bumi ini akan terancam kepunahan.

Dalam praktek kegiatan irigasi, sering dibutuhkan besaran infiltrasi untuk suatu daerah tertentu. Besaran ini umumnya hanya dapat diperoleh dengan pengukuran atau analisis tertentu. Memang tidak mungkin untuk memperoleh besaran infiltrasi yang dapat mewakili suatu daerah yang luas secara keseluruhan, akan tetapi upaya-upaya tertentu dapat dilakukan untuk mendekatinya.

            Secara praktis pengukuran infiltrasi dimaksudkan untuk memperoleh gambaran tentang besaran dan laju infiltrasi serta variasi sebagai fungsi waktu. Cara pengukuran yang dapat dilakukan adalah dengan pengukuran lapangan menggunakan alat infiltrometer. Dikenal dua macam infiltometer, yakni single ring infiltrometer dan double ring infiltrometer.

B . Tujuan Praktikum

Praktikum ini bertujuan untuk :

1.      Menentukan nilai parameter-parameter infiltrasi model Horton dengan mengunakan infiltrometer tabung.

2.      Membandingkan kurva infiltrasi model Horton dengan hasil pengamatan lapangan.

3.      Menhating besarnya infiltrasi yang terjadi selama pengamatan.

II . TINJAUAN PUSTAKA

Infiltrasi adalah masuknya air dari permuaaan ke dalam tanah. Apabila tanah yang kering terkena hujan,kandungan lengas tanah di permukaan meningkatmencapai kapasitas lapangan. Kemudian air tanah akan bergerak ke lapisan yang paling dalam. Air juga bergerak ke semua arah. Di atas kapasitas lapangan perkolasi bergerak lambat melailui pori-pori berukuran 10-50 µm dan pengatusa terjadi dengan cepat melaui pori-pori berukuran >50 µm (Sutanto,2005).

Pengelolaan tanaman di lahan kering umumnya terkendala oleh ketersediaan air. sebab ketersediaan air di lahan tersebut hanya berasal dari hujan. Ketersediaan air di lahan kering umumnya dipengaruhi oleh curah hujan dan kemampuan tanah menahan air. Peluang untuk meningkatkan produksi tanaman pada penanian tadah hujan ditekankan bagaimana memaksimalkan produksi per unit air. Terdapat naungan antara kebutuhan air tanaman dan hasil (Arsyad dan Rustiadi,2012).

Faktor- faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tekstur tanah, kerapatan massa (bulk density), permeabilitas, kadar air tanah dan vegetasi. Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density) tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin remah tanahnya maka laju infiltrasi akan semakin besar. Bila ditinjau dari sudut vegetasi maka semakin besar penetrasi akar, semakin besar daya serap akar, semakin tinggi akumulasi bahan organik tanah maka laju infiltrasi akan semakin besar(Asdak,1995).

Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tinggi genangan air di atas permukaan tanah dan tebal lapisan tanah yang  jenuh, kadar air atau lengas tanah, pemadatan tanah oleh curah hujan,  penyumbatan pori tanah mikro oleh partikel tanah halus seperti bahan endapan dari partikel liat, pemadatan tanah oleh manusia dan hewan akibat traffic line oleh alat olah, struktur tanah, kondisi perakaran tumbuhan baik akar aktif maupun akar mati (bahan organik), proporsi udara yang terdapat dalam tanah, topografi atau kemiringan lahan, intensitas hujan, kekasaran permukaan tanah, kualitas air yang akan terinfiltrasi serta suhu udara tanah dan udara sekitar (Kodoatie dan Roestam, 2005).

Sifat bagian lapisan suatu profil tanah juga menentukan kecepatan masuknya air ke dalam tanah. Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, maka proses infiltrasi tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah melalui pori- pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh tarikan gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah. Oleh karena itu, infiltrasi juga  biasanya disebut sebagai aliran air yang masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler dan gravitasi. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Tanah dengan pori-pori jenuh air mempunyai kapasitas lebih kecil dibandingkan dengan tanah dalam keadaan kering (Hanafiah, 2005).

III. METODOLOGI PRAKTIKUM

A.  Waktu dan Tempat

Pelaksanaan praktikum infiltrasi dilakukan pada hari sabtu tanggal 11 April 2015, pukul 09.00 WIB sampai dengan selesai. Dilaksanakan di Laboratorium Teknik Tanah dan Air, Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala, Darussalam.

B.  Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah infiltrometer tabung ganda, pengukur taraf muka air, stop wacth, ember/selang air dengan sumber air.

C. Cara Kerja

Pilih daerah yang mewakili untuk diukur, catat tentang kondisi tanah dan jenis tanaman yang ada. Posisikan tabung bagian dalam dengan sisi tajam mengarah ke bawah serta pastikan gangguan ditanah seperti batuan, kayu, besi atau material lainnya tidak ada lagi. Letakkan logam pengatur diatas tabung dan gunakan palu untuk memasukkan tabung dengan kedalaman kurang lebih 5 cm ke dalam tanah. Lakukan dengan hati-hati sehingga tidak merusak tanah. Letakkan tabung bagian luar dan dengan bantuan logam pengatur serta palu masukkan tabung bagian luar tersebut ke dalam tanah sehingga ketinggian ke dua tabung tersebut sama. Letakkan alat pengukur ke dalam air. Pindahkan vegetasi yang mungkin menghambat pergerakan alat pengukur tersebut dengan hati-hati tanpa mengganggu struktur tanah. Isi tabung bagian luar dengan air sampai setinggi 5cm, dan dipertahankan mempunyai kedalaman tetap selama pengukuran. Isi tabung bagian dalam dengan air, cara pengisian harus hati-hati jagan sampai merusak lapisan permukaan tanah. Isi silinder pengukur sesuai dengan kedalaman yang dikehendaki. Catat jam pada waktu pengukuran. Awasi penurunan air dengan interal waktu tertentu (misalnya setiap menit ke: 1, ,5, 10, 20, 30 dan 45) pengamatan dilakukan sampai laju infiltrasi hampir konstan. Catat hasil pengamatan pada tabel yang tersedia. Bila air dalam silinder pengukur sudah turun 5 cm ditambah lagi sehingga mencapai tinggi mula-mula. Diusahakan pengisian kembali secepat mungkin.

IV . ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

A . Data Hasil Pengamatan

Terlampir

B . Analisa Data

1. Perhitungan pengamatan di lapangan tanpa vegetasi.

Karena y = - 0.102 x + 1.1147           

Maka sesuai persamaan y = a + bx, dimana a = 1.1147 dan b = -0.102

                        Jadi, nilai

                        Karena n = b = -0.102, maka :

2. Perhitungan dengan Metode Horton tanpa vegetasi

Dimana M = - 0.2821

Grafik 1. Laju infiltrasi dengan waktu tanpa vegetasi.

Grafik 2. Laju infiltrasi dengan waktu tanpa vegetasi (scaters).

Grafik 3. Laju infiltrasi dengan waktu bervegetasi.

Grafik 4. Laju infiltrasi dengan waktu bervegetasi (scaters).

Grafik 5. Laju infiltrasi dengan waktu tanpa vegetasi Metode Horton.

Grafik 6.  Laju infiltrasi dengan waktu tanpa vegetasi Metode Horton (scaters).

Grafik 7. Laju infiltrasi dengan waktu bervegetasi Metode Horton.

Grafik 8. Laju infiltrasi dengan waktu bervegetasi Metode Horton (scaters).

Grafik 9. Perbandingan laju infiltrasi dengan waktu ( pengamatan lapangan) antara yang bervegetasi dengan tak bervegetasi.

Grafik 10. Perbandingan laju infiltrasi dengan waktu (Model Horton) antara yang bervegetasi dengan tak bervegetasi.

Grafik 11. Perbandingan laju infiltrasi antara pengamatan lapangan dengan model Horton ( tak bervegetasi ).

Grafik 12. Perbandingan laju infiltrasi antara pengamatan lapangan dengan model Horton ( bervegetasi ).

C . Pembahasan

Ketika air hujan menyentuh permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut masuk kedalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses masuknya air hujan kedalam tanah ini disebabkan oleh tarikan gaya grafitasi dan kapiler tanah.. laju infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya grafitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Dibawah pengaruh gaya grafitasi , air hujan mengalir tegak lurus kedalam tanah melalui profil tanah. Pada sisi yang lain, gaya kapiler bersifat mengelirkan air tersebut tegak lurus keatas, kebawah, dan kearah horizontal. Gaya kapiler tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori yang relatif kecil. Pada tanah dengan pori-pori besar , gaya ini dapat diabaikan pengaruhnya, dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh pengaruh gaya grafitasi. Dalam perjalanannya tersebut, air juga mengalami penyebaran kearah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih sempit.

Proses infiltrasi yang demikian, melibatkan tiga proses yang tidak saling tergantung:

1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah

2. tertampungnya air hujan rtersebut di dalam tanah

3. proses mengalirnya air tersebut ketempat lain (bawah, samping, dan atas).

Infiltrasi (peresapan) merupakan perjalanan air melalui permukaan tanah dan menembus masuk kedalamnya.

Tanah dapat ditembusi air karena adanya celah yang tak kapilar melalui mana aliran air grafitas mengalir kebawah menuju air tanah, dengan mengikuti suatu jalan berhambatan paling lemah. Gaya-gaya kapilar mengalihkan air grafitas secara terus menerus kedalam rongga-rongga pori kapilar, sehingga jumlah air grafitas yang melalui horizon-horizon yang lebih rendah secara berangsur-angsur berkurang. Hal ini menyebabkan bertambahnya tahanan pada aliran grafitas di lapisan permukaan dan berkurangnya laju infiltrasi pada saat hujan meningkat. Air hujan yang jatuh ketanah akan masuk kedalam tanah dengan adanya gaya grafitasi, viskositas dan gaya kapilar dan disebut juga sebagai proses infiltrasi. Laju infiltrasi aktrual tergantung dari karakteristik tanah dan jumlah air yang tersedia dipermukaan tanah untuk membuat tanah lembab.

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-fakor yang mempengaruhi infiltrasi adalah :

1. Kelembaban Tanah (soil moisture content) Besarnya kelembaban tanah pada lapisan teratas sangatmempengaruhi 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.

b.  Pemampatan oleh curah hujan 

c. Penyumbatan oleh bahan-bahan halus

d.  Pemampatan oleh orang dan hewan

e.  Karakteristik tanah

f. Lapisan tumbuhan di permukaan tanah

g.  Udara dalam tanah.

Untuk mengetahui besarnya laju infiltrasi pada tanah, ada beberapa metode yang dapat digunakan yaitu metode Horton dan metode pengukuran lapangan. Model Horton adalah salah satu model infiltrasi yang terkenal dalam hidrologi yang dikembangkan oleh Horton pada tahun 1933. Horton mengakui bahwa kapasitas infiltrasi berkurang seiring dengan bertambahnya waktu hingga mendekati nilai yang konstant. Ia menyatakan pandangannya bahwa penurunan kapasitas infiltrasi lebih dikontrol oleh faktor yang beroperasi di permukaan tanah dibanding dengan proses aliran di dalam tanah.

Penentuan laju infiltrasi dengan Model Horton memerlukan data inflitrasi tanah setempat rinci, dari waktu ke waktu dalam internal waktu yang cukup pendek, misal 10atau 15 menitan, sampai mendapatkan laju infiltrasi yang tetap & konstan. Curah hujan efektif dihitung dengan mengurangkan curah hujan total dengan laju infiltrasinya. Perhitungan laju infiltrasi dengan metode Horton tidak biasa digunakan untuk  perhitungan banjir desain bendungan.

Berdasarkan pengamatan lapangan, laju infiltrasi di empat yang bervegetasi lebih cepat daripada daripada yang tidak bervegetasi. Nilai i yang didapat pada menit pertama pengkuran laju infiltrasi di lapangan tak bervegetasi adalah 1,2, pada menit ke-5 menurun menjadi 0,6, menit ke 10 menjadi 0,4 hingga konstan pada menit ke 60 yaitu 0,1. Semakin lama laju infiltrasi semakin menurun, hal ini disebabkan karena air terus mengalir ke dalam tanah sehingga kandungan air semakin tinggi dan pada waktu tertentu kadar air tanah menjadi konstan karena semua pori-pori dalam tanah sudaj terisi oleh air.

Pada lahan bervegetasi, nilai i menit pertama adalah 74,683, menit kedua 32,845 dan konstan pada menit ke 60 dengan nilai 3,929. Ketika air dimasukkan ke dalam tabung, air langsung mebyerap cepat ke dalam tanah. Lajua infiltrasi di lahan bervegetasi jauh lebih cepat daripada lahan yang tidak bervegetasi.

V . KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1.      Untuk mengetahui besarnya laju infiltrasi pada tanah, ada beberapa metode yang dapat digunakan yaitu metode Horton dan metode pengukuran lapangan.

2.      Laju infiltrasi di lahan yang bervegetasi lebih tinggi daripada lahan yang tidak bervegetasi.

3.      Penentuan laju infiltrasi dengan Model Horton memerlukan data inflitrasi tanah setempat secara rinci, dari waktu ke waktu dalam internal waktu yang cukup pendek, misal 10 atau 15 menitan, sampai mendapatkan laju infiltrasi yang tetap & konstan.

4.      Tanah dapat ditembusi air karena adanya celah yang tak kapilar melalui mana aliran air grafitas mengalir kebawah menuju air tanah, dengan mengikuti suatu jalan berhambatan paling lema.

5.      Pada lahan bervegetasi menggunakan metode pengukuran lapangan,laju infiltrasi konstan pada menit ke-60 dengan nilai 1,0, dengan metode horton didapat nilai 4,0.

6.      Pada lahan tak bervegetasi menggunakan metode pengukuran lapangan,laju infiltrasi konstan pada menit ke-60 dengan nilai 0,1, dengan metode horton didapat nilai 13,31.

B . Saran

Untuk perhitungan menggunakan rumus, lebih mudah dipaham jika dibuat satu contoh perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad,sitanala dan Rustiadi, E, 2008. Penyelamatan Tanah, Air, dan Lingkungan. Pustaka Obor Indonesia. Yogyakarta.

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolahan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada. University Press. Yogyakarta.

Hanafiah, K. A., 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. PT Raja Grafindo. Persada. Jakarta.

Kodoatie, R.J dan Roestam sjarif, 2005. Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Andi. Yogyakarta .

Sutanto,Rachman. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Kanisius. Yogyakarta.