INFILTRASI PADA HUTAN DI SUB DAS SUMANI BAGIAN HULU KAYU ARO KABUPATEN SOLOK (INFILTRATION ON FOREST AT SUMANI SUBWATERSHED UPPER OF KAYU ARO SOLOK REGENCY) Nurmegawati1 ABSTRACT The objectives of research for infiltration measurement on forest at Sumani Sub Watershed were to know infiltration rate in forest on some slope classes and analysis physical properties of soil that related to infiltration. Infiltration measurement and soil sample was taken in forest on slope of 3-8%, 30-50%, and 50100% by survey method. The soil sample was defined by stratified random sampling on depth of soil 0-20 cm. The infiltration was measured by double ring infiltrometer. The rate of infiltration of forest on slope 3-8, 30-50, and 50-100% were 82,90 mm/jam; 186,80 mm/jam, and 242,60 mm/jam. While factor that most influence infiltration rate was soil water content. Key words : Forest, Infiltration, Sumani Sub Watershed paru dunia (planet bumi) sebagai
PENDAHULUAN Daerah Aliran Sungai (DAS)
pengatur iklim, mencegah erosi dan
merupakan daerah yang tidak terlepas
banjir, menjaga dan mempertahankan
dari hutan, tanah dan air, karena
kesuburan tanah,
ketiganya merupakan penyusun utama
untuk melestarikan kenaekaragaman
yang bertindak sebagai objek. Unsur-
hayati, sehingga perlu kita jaga karena
unsur tersebut mempunyai hubungan
jika tidak maka hanya akan membawa
yang erat satu sama lainnya. Dalam
dampak yang buruk bagi kita di masa
hal
kini dan masa yang akan datang.
ini
hutan
berperan
dalam
mendukung kehidupan di wilayah
Rusaknya
sebagai wilayah
ekosistem
bagian
DAS sehingga tercipta keseimbangan
hulu suatu DAS akan berpengaruh
ekosistem tidak terlepas dari campur
terhadap daerah bagian hilirnya. Di
tangan manusia sebagai subjek dari
bagian
ekosistem
memiliki
permukaan (run-off) akibat infiltrasi
manfaat untuk kita semua,
lebih kecil daripada curah hujan.
banyak
DAS.
diantaranya 1
Hutan
berfungsi sebagai paru-
ISSN 2086-4825
87
akan
terjadi
aliran
Aliran permukaan akan menyebabkan
Dosen Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu
1J. Hidrolitan, Vol 2 : 2 : 87-95, 2011
hulu
J. Hidrolitan, Vol 2 : 2 : 87-95, 2011
terjadinya
pengikisan
menghanyutkan
tanah
unsur
yang
hara.
Air
penting dalam pencegahan erosi. Hal ini
berhubungan
kecilnya
sungai sehingga terjadi pendangkalan
terjadi. Selain itu infiltrasi penting
sungai. Akibatnya terjadi banjir pada
untuk ketersedian air bagi tanaman.
musim hujan dan kekeringan pada
Pengisian
musim kemarau.
penyedian aliran pada sungai pada
bawah
tanah
yang
dan
(1983)
musim kemarau. Sehingga informasi
tanah
tentang infiltrasi sangat diperlukan
terhadap erosi berbeda dan ditentukan
akan tetapi penelitian tentang infiltrasi
oleh sifat fisika dan kimia tanah
tanah di sub DAS masih jarang
seperti tekstur, struktur, kandungan
dilakukan. Mengigat pentingnya arti
bahan organik, permeabilitas tanah
infiltrasi terutama dalam pencegahan
dan penggunaan lahan. Penggunaan
erosi, maka Penelitian ini bertujuan
lahan akan memberikan pengaruh
(1) untuk mengetahui laju infiltrasi
yang berbeda karena berhubungan
yang terjadi di hutan pada berbagai
dengan sumbangan bahan organik
tingkat kelerengan, (2) untuk mengkaji
yang diberikannya ke dalam tanah.
sifat fisika tanah yang berhubungan
kepekaan
Rusman
air
permukaan
besar
maupun tanah yang hanyut masuk ke
Menurut
aliran
dengan
atau
ketahanan
Infiltrasi merupakan gerakan
infiltrasi.
menurun air melalui permukaan tanah mineral. Kecepatan infiltrasi biasanya dinyatakan dalam satuan yang sama seperti
intensitas
Waktu dan lokasi penelitian
hujan
Penelitian ini dilaksanakan di
(mm/jam) (Lee, 1988). Dalam bidang
Sub DAS Sumani bagian hulu Kayu
konservasi tanah infiltrasi merupakan
Aro
komponen yang sangat penting karena
dilanjutkan di Laboratorium Tanah.
masalah
Lokasi
konservasi
curah
BAHAN DAN METODA
tanah
pada
Kabupaten Solok.
pengukuran
Kemudian
infiltrasi
dan
azaznya adalah pengaturan hubungan
pengambilan contoh tanah dilakukan
antara intensitas hujan dan kapasitas
di hutan pada kelerengan 3 – 8 % , 30
infiltrasi
– 50 % , 50 – 100 % dengan
serta
pengaturan
aliran
permukaan. Laju maupun kapasitas
mengunakan metode survei.
infiltrasi merupakan parameter yang
88
Nurmegawati : Infiltrasi pada Hutan di Sub DAS Sumani
dilakukan untuk mencegah terjadi
Pelaksanaan Penelitian Pengambilan
contoh
tanah
yang dilakukan mengunakan metode
penguapan
sebelum
dianalisis
di
laboratorium.
Stratified Random Sampling pada
Adapun prosedur pengukuran
kedalaman 0 – 20 cm. Contoh tanah
infiltrasi di lapangan adalah sebagai
tidak utuh atau contoh tanah terganggu
berikut :
diambil
a. Terlebih dahulu lokasi yang akan
secara
pemboran
komposit
yang
digunakan
dengan untuk
penetapan tekstur dan bahan organik
diukur
dibersihkan.
Sebaiknya
tanah yang terkikis dibuang
tanah. Contoh tanah utuh atau contoh
b. Benamkan kedua ring (silinder) ke
tanah tidak terganggu diambil dengan
dalam tanah sedalam ± 10 cm,
menggunakan ring sampel dengan
sehingga bersisa kurang lebih 20
diameter 7,5 cm dan tinggi 3 cm,
cm di atas permukaan tanah.
digunakan
Apabila tanah yang akan diukur
untuk
penetapan
berat
volume dan total ruang pori.
merupakan tanah yang lunak hal
Pengukuran infiltrasi dilakukan
tersebut dapat dilakukan dengan
dengan menggunakan metoda Double
mudah.
Ring Infiltrometer yaitu ring bagian
tanahnya merupakan tanah keras,
dalam berdiameter 10 cm dan ring
maka untuk dapat memasukan
bagian luar berdiameter 20 cm dimana
silinder
masing-masing ring memiliki panjang
pemukulan dengan pukul besi
30 cm Sebelum pengukuran, pada
yang cukup berat ( ± 10 kg).
setiap titik dilakukan pengambilan
Dalam
contoh tanah sekitar 10 gr untuk
hendaknya
dianalisa
awal.
dilindungi terlebih dahulu dengan
Tujuanya untuk mengetahui kadar air
balok kayu yang cukup tebal.
tanah pada awal pengukuran infiltrasi.
Pemukulan
Contoh tanah ini dimasukan ke dalam
sedemikian rupa sehingga silinder
tabung film, ditutup rapat dan dilapisi
dapat masuk ke dalam tanah.
dengan isolasi. Kemudian dimasukkan
Dengan tegak lurus. Pemukulan
ke dalam kantong plastik dan diikat
tidak dilakukan pada satu sisi
dengan
karena
89
kadar
karet
air
gelang.
tanah
Usaha
ini
Akan
tetapi,
tersebut
memerlukan
pemukulan bagian
tersebut atas
harus
silinder
apabila
akan
pipa
dilakukan
miring.
J. Hidrolitan, Vol 2 : 2 : 87-95, 2011
Apabila
pemukulan
dilakukan
waktu pengamatan jarak dua garis
pada sisi lain, maka silinder akan
dapat diperkecil.
menjadi tegak, tetapi antara tanah
f. Setelah itu, ruang antara ring
dan silinder akan terbentuk rongga.
dalam dan ring luar diisi air dan
Rongga
demikian tidak boleh
dibiarkan beberapa lama sampai
terjadi. Ring kecil ditempatkan
habis (seluruhnya terinfiltrasi). Hal
pada bagian dalam. Setelah itu,
ini
baru ring kedua (silinder luar)
menghilangkan retak-retak tanah
dimasukkan secara konsertris ke
yang merugikan pengukuran.
dalam
tanah.
Cara
perlu
dilakukan
untuk
g. Kemudian ruang tersebut diisi
memasukkannya sama dengan cara
kembali
memasukkan ring pertama. Dalam
pengisian ruang bagian dalam ring
hal ini silinder kecil berfungsi agar
dalam sampai mencapai batas garis
air yang diberikan masuk ke dalam
atas.
tanah secara vertikal sedangkan silinder
diikuti
dengan
h. Waktu yang diperlukan oleh muka
berfungsi untuk
air untuk turun sampai garis batas
mencegah perembesan air ke arah
bawah dicatat dengan stopwatch
lateral dari silinder bagian dalam.
dan dicatat pada tabel yang telah
c. Air
besar
dan
secukupnya
disiapkan
demikian pula stopwatch dan alat
disiapkan. i.
tulis.
Air dituangkan kembali secepatnya ke dalam ring sampai garis batas
d. Tabel disiapkan dan telah disusun
atas. Waktu penurunan muka air
sedemikian sehingga memudahkan hitungan.
sampai batas bawah diukur lagi. j.
e. Pada dinding ring dalam diberi
Hal
tersebut
menerus,
dilakukan
sampai
waktu
terus yang
skala, ditarik dua garis dengan
diperlukan oleh muka air turun
jarak 5 cm (tergantung dari jenis
sampai garis bawah selalu tetap.
tanah
Sehingga
Dalam hal ini berarti laju infiltrasi
didapat garis batas atas dan garis
telah tetap atau nilai fc telah
bawah. Bila laju infiltrasi relatif
tercapai
yang
diukur).
sangat kecil, untuk menghemat
k. Dari data yang terkumpul dalam tabel, dapat dihitung laju infiltrasi
90
Nurmegawati : Infiltrasi pada Hutan di Sub DAS Sumani
tiap waktu tertentu. Dan apabila
Contoh tanah yang diperoleh
hasilnya digambarkan maka akan
dilapangan
terlihat liku infiltrasi eksponensial.
laboratorium yang meliputi analisa
Hasil
pengukuran
laju
tekstur
dilakukan
tanah
analisa
kandungan
di
bahan
infiltrasi di lapangan belum dapat
organik, kadar air, berat volume dan
digunakan
penetapan total ruang.
untuk
menduga
laju
infiltrasi pada setiap waktu yang diinginkan. Hal ini karena pengukuran
HASIL DAN PEMBAHASAN
infiltasi dengan metoda double ring
Keadaan Umum Daerah Penelitian
infiltrometer ada kelemahannya yaitu :
Sub DAS Sumani merupakan
(1) Tidak adanya efek butir air hujan
daerah penelitian terdiri dari sub-sub
yang mengakibatkan pemadatan dan
DAS Air Dareh dan Air Baling yang
penyapuan bahan halus, (2) Tidak
secara
adanya efek tekanan udara.
termasuk kenagarian Batang Barus
Untuk itu diperlukan suatu pendekatan
yang
daerah
ini
Kecamatan Gunung Talang Kabupaten
lebih
Solok Propinsi Sumatera Barat. Untuk
mendekati dengan keadaan lapangan.
mencapai daerah penelitian ini dapat
Dalam hal ini digunakan pendekatan
ditempuh melalui jalan Padang-Solok,
model
sedangkan secara Geografis terletak
Horton
dianggap
administrasi
(1939),
yang
persamaannya ditulis sebagai berikut : f = fc +
(fo -
fc) x e –kt
antara 100 o 35 ’ - 100 o 39 ’ BT dan 01 56 ’- 01 o 59’ LS .
o
Berdasarkan pada pencatatan
dan I = fc t + (fo - fc) x (1 – e-kt ) k
data curah hujan di daerah Kayu Aro maka
iklim
daerah
ini
dapat
Dengan
diklasifikasikan pada tipe B menurut
f = Laju infiltrasi nyata (mm/jam)
sistem
I
Pengklasifikasiannya berdasarkan data
= Kumulatif infiltrasi
Schmidt
dan
Ferguson.
fc = Laju infiltrasi tetap (mm/jam)
curah hujan paling sedikit 10 tahun,
fo =Laju infiltrasi awal (mm/jam)
dengan kriteria bulan kering (bulan
k =Konstanta geofisik
dengan curah hujan < 60 cm) dan
t
bulan basah (bulan dengan curah hujan
=Waktu (menit)
e = 2,718
91
> 100 mm). Dari data maka diperoleh
J. Hidrolitan, Vol 2 : 2 : 87-95, 2011
rata-rata bulan kering adalah 2 dan
banyak dilakukan dibanding pada
rata-rata
bulan basah 6.7 sehingga
kelerengan yang lebih curam. Selain
rasio (Q) untuk daerah ini adalah
itu pada kelerengan yang curam
29,85 %.
cenderung vegetasi yang diatasnya
Daerah penelitian ini berada
lebih banyak dan rapat sehingga
pada ketinggian 500 sampai 2470 m
daerah ini dijadikan daerah tangkapan
dpl dengan Ordo tanah termasuk
hujan.
inseptisol.
Sedangkan
bentuk
fisiografinya
adalah kipas alluvium,
mempengaruhi laju infiltrasi. Terlihat
dengan bahan induk umumnya berupa
bahwa pada tekstur lempung liat
rombakan andesit dari gunung api.
berpasir laju infiltrasinya lebih rendah
Laju Infiltrasi dan Faktor yang Mempengaruhinya Laju
infiltrasi
Tekstur
dibanding berpasir.
tanah
pada Ini
tekstur
sangat
lempung
menunjukkan bahwa
sangat
semakin kasar tekstur tanah maka
berhubungan dengan sifat fisika tanah
semakin cepat air masuk dalam tanah
meliputi tekstur, bahan organik, berat
dan sebaliknya semakin halus tekstur
volume, total ruang pori dan kadar air .
tanah maka semakin lambat air masuk
Sifat fisika tersebut dapat berkorelasi
ke dalam tanah. Menurut Sarief (1985)
positif maupun negatif terhadap laju
dalam
infiltrasi. Pada Tabel 1 dapat dilihat
komposisi antara pasir, debu dan liat
ada hubungan laju infiltrasi dengan
akan memyebabkan laju infiltrasi yang
sifat fisika tanah pada kelerangan 3–8
berbeda pula.
%, 30–50 %, 50–100% . Laju infiltrasi pada kelerengan
tekstur
tanah,
Kandungan mempunyai
perbedaan
bahan
pengaruh
yang
organik besar
3-8 % termasuk dalam kriteria sedang
terhadap laju infiltrasi. Tingginya laju
cepat dan tergolong lebih rendah
infiltrasi
dibanding pada kelerengan 30-50%
bahan organik yang lebih tinggi dan
dan 50-100% yang termasuk dalam
sebaliknya dengan bahan organik yang
kriteria cepat. Hal ini disebabkan oleh
lebih rendah. Seta (1987) menyatakan
pada kelerengan yang lebih landai
bahwa
aktivitas
meningkatkan
khususnya manusia lebih
disebabkan oleh kondisi
bahan
organik kemantapan
mampu agregat
92
Nurmegawati : Infiltrasi pada Hutan di Sub DAS Sumani
Tabel 1. Laju infiltrasi dan faktor yang mempengaruhinya pada beberapa tingkat kelerengan Laju infiltrasi dan faktor yang Kelerengan mempengaruhinya 3–8% 30 – 50 % 50 – 100% Laju infilterasi nyata (mm/jam) 82,90SC 186,80C 242,60C Kelas tekstur Lempung Lempung Lempung liat berpasir berpasir berpasir % Bahan organik 9,5015 28,0223 16,2647 S R Berat volume 0,76 0,47 0,67S %Total ruang pori 71,30S 82,23T 74,69S % Kadar air 75,69 60,50 57,50 Keterangan : SC= Sedang cepat, C=Cepat,T= tinggi, S= sedang, R= rendah
yang mempunyai pengaruh terhadap
Hakim, et al
kemantapan
bahwa jika tekstur tanah kasar, maka
pori
sehingga
akan
(1986) menyatakan
meningkatkan kapasitas infiltrasi.
kisaran berat volumenya antara 1,3 –
Bahan organik erat kaitanya terhadap
1,8.
vegetasi yang menutupi tanah. Adapun
Proses
pemadatan
pengaruh vegetasi (tanaman) di atas
berhubungan
dengan berat volume
permukaan tanah terdapat dua hal,
tanah
akan
yaitu berfungsi menghambat aliran air
kelancaran air masuk ke dalam tanah.
di permukaan sehingga kesempatan
Pemadatan tanah terjadi karena adanya
infiltrasi lebih besar, sedangkan yang
penumbukan butir-butir hujan pada
kedua
akan
permukaan tanah sehingga butir-butir
tanah,
tanah yang halus memadati celah-
sehingga makin banyak tanaman yang
celah dan pori tanah, sehingga pori-
ada, maka laju infiltrasi cenderung
porinya
lebih
mengakibatkan
sistem
mengemburkan
tinggi.
perakaran struktur
Laju
infiltrasi
juga
yang
mempengaruhi
berkurang
yang kemampuan
dipengaruhi oleh berat volume tanah.
infiltrasinya berkurang. Harto (1993)
Terlihat bahwa laju infiltrasi yang
menjelaskan bahwa untuk satu jenis
tinggi memiliki berat volume yang
tanah yang sama dengan pemadatan
rendah. Tingginya laju infiltrasi pada
yang berbeda mempunyai kapasitas
tanah yang berat volumenya rendah,
infiltrasi yang berbeda pula, makin
disebabkan oleh persentase kandungan
padat
liat pada tanah tersebut lebih kecil.
Sebelumnya Lee (1988) menjelaskan
93
makin kecil laju infiltrasi.
J. Hidrolitan, Vol 2 : 2 : 87-95, 2011
bahwa kapasitas infiltrasi berkorelasi
gravitasi, tetapi dengan bertambahnya
negatif terhadap kandungan liat dan
air masuk, maka potensial matrik
berat isi tanah.
semakin berkurang.
Total ruang pori erat hubungan dengan
laju
infiltrasi.
Dengan
Luki
(1989)
menyatakan
bahwa tinggi rendahnya kadar air
tingginya TRP maka akan semakin
menunjukkan
banyaknya air yang lolos ke bawah
Makin tinggi kadar air, artinya makin
begitupun kalau TRP kecil maka lalu
sedikit air yang diperlukan untuk
lintas air jadi terhambat. Menurut
mencapai kejenuhan, sehingga makin
Bermanakusumah (1978) cit Sarief (1985) yang menentukan kapasitas infiltrasi
adalah
pori-pori
yang
berukuran besar. Kadar air tanah mempengaruhi laju infiltrasi, terutama laju infiltrasi nyata. Pada Tabel 1. terlihat bahwa
kapasitas
infiltrasi.
kecil kapasitas infiltrasi. Selanjutnya Arsyad (2000) menjelaskan bahwa laju infiltrasi terbesar pada kandungan air tanah rendah dan sedang. Makin tinggi kadar air, hingga keadaan jenuh air, kapasitas infiltrasi menurun hingga mencapai minimum dan konstan.
laju infiltasi yang tertinggi dengan kadar air yang rendah. Ini dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kadar air maka laju infitrasi semakin rendah. Cepatnya laju infiltrasi pada tanah yang kadar airnya rendah (awal kering) disebabkan pada saat awal ruang pori makro maupun mikro belum terisi air. Air yang masuk ke
KESIMPULAN Laju infiltrasi di hutan pada kelerengan 3–8% , 30–50% dan 50 – 100% masing-masing adalah 82,90 mm/jam, 186,80 mm/jam dan 242,60 mm/jam. Laju infiltrasi tersebut lebih dipengaruhi oleh kadar air tanah, dibandingkan sifat tanah lainnya.
dalam tanah digunakan terlebih dahulu untuk menjenuhi tanah, yaitu ruang antara ruang atau pori yang dibentuk antar agregat. Gaya yang bekerja pada tanah yang semula tidak jenuh ini adalah potensial matrik dan potensial
DAFTAR PUSTAKA Arsyad. 2000. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor. Hakim N, MY Nyakpa, AM Lubis, SG Nugroho, MA Diha, GB Hong
94
Nurmegawati : Infiltrasi pada Hutan di Sub DAS Sumani
dan HH Bailey. 1986. Dasardasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung. Harto S. 1993. Analisa Hidrologi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Lee.
1989. Hidrologi Hutan. Diterjemahkan oleh Subagio. S. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Luki U. 1989. Fisika Tanah Terapan 2. Jurusan Tanah Universitas Andalas. Padang.
95
Rusman B. 1983. Hubungan Beberapa Sifat Fisika Tanah Dengan Erodibilitas Tanah. Fakultas Pertanian Universitas Andalas Padang. Sarief, S. 1985. Konservasi Tanah dan Air. Pustaka Buana. Bandung. Seta,
A.K. 1987. Konservasi Sumberdaya Tanah dan Air. Kalam Mulia. Jakarta.
