"-.
r
/
EV ALUASI PERSAMAAN INFIL TRASI KOSTIAKOV DAN PHILIP SECARA E1VIPIRIK UNTUK T ANAH REGOSOL COKLAT KEKELABUAN
'.
Oleh M.RIZA JANUAR F 27.1068
JURUSANTEKNIK PERTANIAN FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 1998
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN INSTITUT PERT ANI AN BOGOR
EVALUASI PERSAMAAN INFILTRASI KOSTlAKOV DAN PHILIP SECARA EMPIRlK UNTUK TANAH REGOSOL COKLAT KEKELABUAN
SKRlPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
M. RIZAJANUAR F27.1068
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANTAN BOGOR
EV ALUASI PERSAMAAN INFILTRASI KOSTIAKOV DAN PHILIP SECARA EMPIRIK UNTUK T ANAH REGOSOL COKLAT KEKELABUAN
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
M. RIZA JANUAR F 27.1068
Tanggal Lulus : 29 Agustus 1998
Bogor, ~
"
Disetujui : September 1998 \
" . :'• '.
---------------~
Of. ITAsep SapeL MS Pembimbing II
... i
'.-
'.'''-----.~: _ /
/
Of. If. Nora H Pandjaitan, DEA Pembimbing I
M. Riza Januar. F 27.1068. Evaluasi Persamaan lnfiltrasi Kostiakov Dan Philip Secara Empirik Untuk Tanah Regosol Coklat Kekelabuan. Pembimbing: Dr. Ir Nora H.Pandjaitan, DEA dan Dr. Ir. Asep Sapei, MS.
RINGKASAN Infiltrasi penting diketahui karena dapat digunakan untuk memprediksi besarnya air hujan yang berpotensi mempengaruhi besarnya limpasan permukaan, banjir, erosi, ketersediaan air untuk tanaman. air tanah dan ketersediaall aliran sungai selama musim kemarau. Namun, karena persamaan kapasitas infiltrasi yang ada sekarang ini hanya berlaku pada suatu waktu dan kondisi tanah tertentu yang dilakukan pada waktu pengukuran, maka perlu dilakukan pengumpulan data dari berbagai kondisi tanah. Dari berbagai data tersebut kemudian ditentukan suatu persamaan infiltrasi yang berlaku secara umum
Dalam penulisan ini, persamaan infiltrasi yang dipakai
adalah Persamaan infiltrasi Kostiakov dan Philip. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi konstanta-konstanta persamaan infiltrasi Kostiakov dan Philip terhadap kadar air tanah awal. Pengukllran infiltrasi tersebut dilakukan pada lahan bervegetasi dan lahan yang tidak bervegetasi (Iahan terbuka). Perhitllngan kapasitas infiltrasi dilakllkan dengan mengukur intiltrasi kumulatif Pada perhitungan infiltrasi dengan persamaan Kostiakov, persamaan infiltrasi tersebut dilogaritmakan dan diplotkan pada kertas grafik guna memperoleh persamaan regresi linier. Besarnya konstanta Kostiakov dapat dihitung dari regresi linier tersebut. Pada perhitungan infiltrasi Philip, digunakall data dari dua interval waktu dan dua nilai infiltrasi kumulatif pada interval tersebut. Kedua persamaan yang diperoleh pad a interval tersebut kemudian digabullg ulltuk mengevaluasi konstantanya sehi~gga
11
akhirnya diperoleh persamaan infiltrasinya konstanta
Kemudian hasil perhitungan konstanta-
persamaan Kostiakov dan Philip tersebut dievaluasi terhadap berbagai
kadar air tanah awal dan porositas tanah. Dari hasil analisa terhadap hubungan konstanta (yaitu konstanta K dan n pada persamaan Kostiakov, dan konstanta C dan D pada persamaan Philip 1 dengan kadar air tanah awal, maka
hubungan erat terdapat dengan (al konstanta K pada lahan
bervegetasi dan pada lahan terbuka di kedalaman rata-rata;
(b 1 konstanta D pada
lahan bervegetasi di kedalaman rata-rata, dan pada lahan terbuka di kedalaman 0-10 em.
Di antara semua hubungan
tersebut, hubungan yang paling erat antara
konstanta dengan kadar air tanah awal ditunjukkan oleh persamaan konstanta K dengan kadar air tanah awal pad a kedalaman rata-rata di lahan bervegetasi
KATA PEl'IGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWTyang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul "EVALUASI PERSAMAAN INFILTRASI KOSTIAKOV DAN PHILIP SECARA EMPIRIK UNTUK TANAH REGOSOL COKLAT KEKELABUAN" ini dengan baik. Penulis mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga kepada 1. Dr. Ir. Nora Herdiana Pandjaitan, DEA selaku Dosen Pembimbing Akademik
utama yang telah memberikan perhatian dai1 bimbingan
1. Dr. Ir. Asep Sapei, MS selaku pel11bil11bing kedua yang juga telah l11emberikan pengarahan dalam penulisan ini 3. Ir. AriefSabdo Yuwono, MSc atas kesediaannya untuk menjadi penguji 4. Dr. Ir. H. M. Azron Dhalhar, MSAE at as kesediaannya memberikan konsultasi dan saran pada awal penelitian ini 5. Bapak M. Ali Nuriwan yang telah tUrtlt membantu peralatan lapang 6. Bapak, ibu, kakak, serta adik penulis yang telah memberikan dukungan moral yang tiada nilainya 7. Rekan Ir. Setia Daryat beserta keluarga, dan rekan-rekan lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang turut memberi motivasi. Penulisan ini mertlpakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Program Studi Teknik Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Diharapkan tulisan ini dapat bermanfaat.
Bogor,
Agustus 1998
Penulis
DAFTAR lSI RINGKASAN. KATAPENGANTAR ....
III
DAFTAR lSI.
IV
DAFT AR T ABEL. DAFT AR GAMBAR .. DAFT AR LAMPIRAN I.
V
VI
VII
PENDAHULUAN .. A B.
Latar Belakang . Tujuan ..
II. TtNJAUAN PUSTAKA ..... A B. C D. E.
Inftltrasi . Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi ... . Porositas Tanah...... ............ . Persamaan Inft ltrasi Pengukuran Inftltrasi ........ .
III METODOLOGI.
A B. C
Tempat dan Waktu . Bahan dan Alat Metode Penelitian ................ .
IV. HASIL DAl"< PEMBAHASAN .... A Kalibrasi Alat Ukur Kelembaban Tanah (Gypsum Block) . B. Analisis Sifat Fisik Tanah.... C Pengukuran Inftltrasi D. Pengepasan (Filling) Persamaan Infiltrasi.. E. Hubungan Antara Nilai Konstanta Dari Persamaan Infiltrasi Kostiakov dan Philip Dengan Faktor Kadar Air Tanah Awal (8) . .
V KESIMPULAN DAN SARAN A Kesimpulan . ............ ........ . B. Saran. ................................ .
2 2 3 3 3 8 10
13 15
15 15 17
23 25 28 30 36
44 44 45
DAFT AR PUST AKA ..... .
46
LAMPIRAN ..
47
DAFT AR T ABEL
Tabel I
Kalibrasi gypsum block pada lahan bervegetasi.... .
23
Tabel 2.
Kalibrasi gypsum block pada lahan terbuka .
24
Tabel3.
Hasil anal isis tekstur tanah dalam 3 fraksi .....
25
Tabel4.
Hasil anal isis porositas total tanah
26
Tabel5.
Hasil analisis porositas drainase tanah .
28
Tabel6.
Hasil perhitungan konstanta K dan n pad a persamaan infiltrasi Kostiakov untuk lahan bervegetasi ............ .
31
Tabel7.
Hasil perhitungan konstanta K dan n pada persamaan infiltrasi Kostiakov untuk lahan terbuka. . . . . . ...... .
32
Tabel 8.
Hasil perhitungan konstanta C dan D pada persamaan infiltrasi Philip untuk lahan bervegetasi
34
Hasil perhitungan konstanta C dan D pada persamaan infiltrasi Philip untllk lahan terbuka ...
35
Hubungan antara konstanta K dengan kadar air tanah awal .
36
Hubllngan antara konstanta n dengan kadar air tanah ............... .. ... ......... awal ..
38
Tabel9.
Tabel 10.
Tabel II.
'
"
Tabel 12.
Tabel13.
Hubungan awal..
antara
Hubungan awal..
antara
konstanta
C
dengan
kadar
aIr
tanah 40
.............
konstanta
D
dengan
kadar
aIr
tanah 42
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.
Peta lokasi penelitian dan jenis tanah ..
Gambar 2.
Alat double ring infiltrometer (a) pemasangan di dan (b) penampang melintang pemasanganya ...
16
lahan terbuka, 18
Gambar 3.
Kalibrasi alat gipsum dengan sampel tanah .....
19
Gambar 4.
Kurva hasil kalibrasi hubungan antara skala dengan kadar air tanah awal (% berat) pada lahan bervegetasi .
23
Kurva hasil kalibrasi hubungan antara skala dengan kadar air tanah awal (% berat) pad a lahan terbuka
24
Kurva hubungan antara konstanta K dan rata-rata kadar air tanah ... . . . . . . . . . . awal
37
Kurva hubungan antara konstanta n dan rata-rata kadar air tanah awal ... .......
39
Gambar 8.
Kurva hubungan konstanta C dan rata-rata kadar air tanah awal .
41
Gambar 9.
Kurva hubungan konstanta D dan rata-rata kadar air tanah awal .
43
Gambar 5.
Gambar 6
Gambar 7.
DAITAR LAl\IPIRAN
Lampiran I.
Regresi hasil kalibrasi gypsllm block.
48
Lampiran :2
Hasil pengukuran infiltrasi pada lahan bervegetasi
49
Lampiran 3.
Hasil pengukuran infiltrasi pada lahan terbuka
51
Lampiran 4.
Contoh grafik hubungan Log t dan Log F pada persamaan infiltrasi Kostiakov ......
53
Contoh grafik hubungan an tara waktu dan infiltrasi kumulatif dengan menggunakan persamaan yang dihasilkan dari kombinasi titik t[=5 menit dan t2=180 menit ..
54
Lamp,iran 6.
Hasil penelitian Pamuji {I 994) .
55
Lampiran 7.
Hasil penelitian Hartono (1991)
56
Lampiran 8.
Hasil penelitian Bintari (l996) .
57
Lampiran 5.
PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Dalam pertanian. tanah berperan sebagai media tumbuhnya tanaman. Selain un sur hara. di dalam tanah terdapat pula udara dan air. Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain. Air yang sam pal ke permukaan tanah baik yang secara langsung maupun yang
mengalir
setelah tertahan oleh tumbuhan at au bangunan.
sebagian akan masuk ke dalam tanah melalui proses yang
disebut infiltrasi.
lntiltrasi (peresapan) adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui sebagian at au seluruh permukaan
tanah.
Air yang terinfiltrasi
kelembaban tanah dan kelebihannya
akan bergerak
101
akan meningkatkan
ke bawah. terutama akan
menglsl all bawah tanah atau menjadi aliran bawah tanah. Peningkatan jumlah aIr yang dapat diinfiltrasikan melalui permukaan tanah. akan mengurangi jumlah aIr yang menjadi limpasan permukaan
(s/l~face
runoff) dan membantu mengurangl
eros!. Laju infiltrasi perlu
diketahui untuk dapat memperhitungkan maksimum
intiltrasi pada suatu tanah yang disebut juga dengan kapasitas infiltrasi (daya serap). Dengan mengetahui besarnya kapasitas infiltrasi suatu tanah, maka besarnya air hujan
yang mempunyai potensi untuk melimpas setelah mencapai permukaan
tanah dapat diperhitungkan. Persamaan kapasitas infiltrasi yang ada sekarang ini tidak bersifat umum karena hanya berlaku untuk kondisi tanah tertentu yang diukur. Persamaan kapasitas in!iltrasi sangat tergantung pada kondisi tanah (sifat !isik tanah) yaitu kelembaban
2
awal, porositas total, porositas drainase, tekstur dan struktur tanah (Purwowidodo, 1986)
Mengingat hal tersebut perlu adanya pengumpulan data untuk setiap
kondisi
tanah dan temp at sehingga nantinya dapat ditentukan suatu persamaan infiltrasi yang berlaku secara umum, untuk berbagai kondisi tanah.
B,
TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi konstanta-konstanta pada persamaan infiltrasi Kostiakov dan Philip terhadap kadar air tanah awal pada tanah regosol coklat kekelabuan.
TINJAUAN PUSTAKA
A. INFILTRASI Schwab et al. (1981) menyatakan bahwa infiltrasi adalah proses masuk at au merembesnya air ke dalam tanah melalui
sebagian atau seluruh permukaan tanah.
1nfiltrasi merupakan proses awal dari proses perkolasi dan menyediakan air utama bagi
perkolasi
hingga kapasitas
infiltrasi
tidak dapat
melebihi
kapasitas
perkolasi Proses infiltrasi dipengaruhi oleh gaya hisapan matriks tanah dan gaya gravitasi Gaya hisapan matriks merupakan gay a pertama yang bekerja pada tanah kering yang digenangi. Gaya tersebut mengakibatkan laju aliran air ke arah lateral sarna besarnya dengan
laju aliran air ke arah vertikal.
Gaya gravitasi merupakan
gaya yang bekerja pada tanah-tanah yang mendekati jenuh (Hillel, 1980).
B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI INFILTRASI
Sosrodarsono dan Takeda (1985) menyatakan bahwa kapasitas infiltrasi berbedabeda menurut kondisi tanah, intensitas curah hujan, kelembaban tanah dan udara yang terdapat di dalam tanah. bahwa sifat-sifat tanah
Sedangkan Purwowidodo (1986) mengemukakan
yang menentukan
dan
membatasi
kapasitas intlltrasi
adalah struktur tanah, tekstur tanah dan kandungan air tanah. Unsur struktur tanah yang terpenting adalah ukuran pori dan kematangan pori. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1985) faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas
Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan teballapisan Air
genangan
di
lekukan
permukaan
tanah masuk
ke dalam tanah,
terutama disebabkan oleh gravitasi yang bekerja pada air tersebut. Pada saat ruang-ruang lapisan tanah di dekat permukaan telah jenuh, maka air tersebut bergerak melalui pipa-pipa halus yang panjangnya sama dengan tebal lapisan yang jenuh. Pergerakan air ke bawah melalui pipa-pipa halus disebabkan adanya gay a yang dipengaruhi oleh kedalaman genangan, tebal lapisan jenuh dan gaya-gaya gesekan antara air dengan permukaan part ike I tanah. Besarnya gaya gesekan ini sebanding dengan tebal lapisan jenuh, sehingga jika lapisan '. jenuh semakin tebal maka laju inliltrasi akan semakin kecil. 2. Kelembaban Tanah Besarnya laju
kelembaban tanah pada
lapisan teratas sangat mempengaruhi
infiltrasi. Potensial kapiler bagian bawah lapisan tanah yang menjadi
kering (disebabkan oleh evaporasi), yang lebih kecil dari kapasitas me nahan air normal. akan meningkat jika
lapisan
teratas basah. Peningkatan potensial
kapiler ini bersama-sama dengan gravitasi akan mempercepat infiltrasi. Menurut Hillel (1980), kandungan ar tanah mempunyai pengaruh terhadap inliltrasi
serapan tanah bernilai rendah saat kandungan air tanah awal tinggi
dan serapan tanah akan meningkat dengan menurunnya kandungan air tanah. Akibatnya laju infitrasi awal lebih tinggi pada tanah kering daripada tanah basah. Bila tanah cukup kering,
maka pembasahan pada bagian atas akan
menyebabkan potensi kapilaritas yang tinggi serta dengan gay a gravitasi akan
5
mendorong infiltrasi. Pengaruh kedua adalah ketika tanah dibasahi, koloidkoloid dalam tanah akan mengembang dan menurunkan laju infiltrasi. 3. Pemampatan oleh curah hujan Pukulan butir-butir
hujan pada permukaan tanah akan
kapasitas infiltrasi, karena butir-butir halus di lapisan
tanah
mengurangl teratas
akan
berpencar oleh adanya pukulan-pukulan itu dan masuk ke dalam ruang-ruang antara, sehingga terjadi efek pemampatan. Akibatnya permukaan tanah yang terdiri dari lapisan lempung akan menjadi sangat kedap oleh pemampatan butirbutir hujan tersebut sedangkan pam tidak terpengaruh oleh butir-butir hujan. Dengan kata lain tanah yang mudah terdispersi akan
tertutup pon-ponnya
sehingga kapasitas infiltrasinya akan cepat menurun, sedangkan
tanah yang
agregatnya stabil kapasitas infiltrasinya tetap tinggi. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan Arsyad (1983) bahwa kapasitas infiltrasi hanya dapat terpelihara jika porositas tanah semula tidak terganggu selama waktu terjadi hujan. 4. Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus Kadang-kadang
dalam
keadaan
kering,
banyak bahan-bahan halus
terkandung di permukaan tanah. Pada waktu infiltrasi berlangsung, partikel halus ini akan terbawa bersama air ke dalam tanah, dan akan terjadi pengendapan pada ruang pori di dalam tanah, yang selanjutnya akan mengurangi kapasitas infiltrasi di dalam tanah. 5. Pemampatan oleh orang dan hewan Pada
bagian
lanah yang sering dilalui orang, hewan atau kendaraan,
permeabilitas tanah berkurang karena struktur butir-butir tanah dan ruang-ruang
6
yang berbentuk ptpa halus telah rusak sehingga
mengakibatkan
terjadinya
penurunan kapasitas infiltrasi. 6. Struktur tanah Lubang serangga,
dalam
akar-akar
tinggi Namun
Jems
tanah yang tanaman
digali mati
oleh binatang-binatang kecil dan mengakibatkan permeabilitas yang
tanah ini sangat peka terhadap gaya pukulan oleh
hlljan sehingga seringkali
kapasitas infiltrasinya tiba-tiba berkurang selama
terjadinya hujan karena adanya pemampatan. Menurut Arsyad (1983) laju masuknya hujan ke dalam tanah ditentukan terutama oleh ukuran dan susunan pori-pori besar. Pori yang demikian itu dinamai porositas aerasi, oleh karena pori-pori mempunyai diameter yang cukup besar (0.06 mm atau lebih besar) yang memungkinkan air keluar dengan cepat sehingga tanah beraerasi baik. Dari hasil penelitian Pamudj i (1994) di dapatkan bahwa tanah yang terdiri dari partikel kasar memiliki pori lebih besar dibandingkan dengan tanah yang tersusun dari partikel halus
Pemasukan air ke dalam tanah terutama
tergantllng pada tersedianya pori kosong berukllran besar pada tanah terse but. engan
demikian
kapasitas infiltrasi
pada
tanah yang tersllSlln dari partikel-
partikel berukuran besar menjadi lebih besar dibandingkan dengan tanah yang tersusun dari partikel hal us. 7. Tllmbllhan-tllmbuhan Infiltrasi
dapat dipercepat jika
permukaan tanah tertutllp rumput.
T1ll11buhan bubn hanya l11elindllngi perlllllkaan tanah dari gaya pemal11patan
7
hujan, tetapi
Juga
lapisan
humus
yang
terjadi mempercepat penggalian
oleh serangga at au binatang lain, sehingga memperbesar ruang pori tanah. Pada tanah yang bercampur lempung yang tidak tertutupi dengan tumbuhtumbuhan, lapisan teratas akan dimampatkan oleh curah hujan. Tetapi jika tanah itu tertutup lapisan daun-daunan yang jatuh, maka lapisan itu mengembang dan menjadi sangat permeabeL Dari hasil penelitian Pamudji (1994) dan Hartono (1991) porositas total tanah pada lahan bervegetasi mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan pada lahan yang tidak bervegetasi. Selain itu pada lahan bervegetasi porositas drainase cepat lebih besar dari lahan tidak bervegetasi dan porositas drainase lambat
lebih kecil dari lahan yang tidak bervegetasi. Dari
Pamudji
(1994) infiltrasi akumulatif
hasil penelitian
dan kapasitas infiltrasi
pada
lahan
bervegetasi lebih besar dibandingkan pada lahan yang tak bervegetasi dengan tekstur yang halus pada kadar air tanah awal yang sama. 8
U dara yang terjebak di dalam tanah Pada tanah yang sangat datar, infiltrasi yang terjadi dengan kecepatan yang sama akan diperlambat oleh udara yang tertekan, karena air yang masuk membentuk
sebuah bidang yang menghalang-halangi udara yang keluar Jadi
udara dalam tanah menghambat intiltrasi dan merupakan sebuah mengurangt
faktor
yang
kapasitas infiltrasi selama periode curah hujan.
9. Lain-lain Besarnya kapasitas infiltrasi atas
ditentukan oleh
secara bersama-sama. Beberapa
faktor
faktor-faktor tersebut di
diantaranya
mengakibatkan
8
perbedaan kapasitas infiltrasi dari tempat ke tempat dan faktor-faktor yang lain mengakibatkan
varlasl
infi Itrasi
menurut
waktu.
Tumbuh-
tumbuhan mempengaruhi variasi infiltrasi menurut tempat dan waktu. Disamping kelembaban tanah
faktor-fak1or
tersebut
oleh transpirasi
di
melalui
atas,
maka
pengurangan
tumbuh-tumbuhan,
varlaSI
kekentalan air dalam ruang-ruang tanah akibat suhu tanah, efek pembekuan (di daerah dingin) juga merupakan faktor-faktor yang
mempengaruhi kapasitas
inliltrasi.
C. POROSITAS TANAH Hardjowigeno (1989) mengatakan bahwa pori total tanah adalah bagian yang terisi oleh udara dan air. Porositas total tanah sebelum dilakukan infiltrasi dapat dihitung dengan rumus:
11
~
Ms (1- ----------) x 100% Gsx V
Dengan 11 ~ porositas (% volume (v/v)) Gs ~ kerapatan tanah/particle density (gram/em3) dihitung di laboratorium dari pengambilan sam pel tanah di lapang V ~ volume sampel tanah Ms~ be rat padatan tanah kering oven (gram)
Setelah dilakukan infiltrasi, porositas tanah dihitung dengan menggunakan alat
air picnometeNhree phases meter. Penggunaan alat ini untuk menghitung porositas dari ring khusus yang mempunyai volume 100 em] Alat ini bekerja berdasarkan hukum Boyle-Charles, di mana volume diukur dengan melihat perbedaan pergerakan
9
piston yang memberikan
tekanan sama pada volume acuan dan pada suhu tetap.
Porositas total tanah dihitung dengan menggunakan rumus: P=(IOO-Vs)%
.. (2)
Vs= (W - V)/(Gs - \) .
..(3 )
Dengan: P = porositas total tanah (% VIY) Vs = volume padatan (em]) W = berat padatan tanah basah (gram) V = volume padatan + volume air (011)
Volume pori dl'ainase adalah volume air yang dapat didrainasekan dari suatu unit volume tanah yang mempunyai nilai dari ruangan pori total sampai dengan pF 2.54 Menurut Lembaga Penelitian Tanah (1979) pori drainase dapat dibagi menjadi dua. yaitu (a) Pori drainase cepat; yaitu pori drainase yang dapat dilalui air dengan cepat dari suatu unit volume tanah. Pori ini sangat berhubungan dengan tersedianya pori makro. Pori drainase dihitung dengan rumus: PDC= RPT - KA pada pF2 .
..(4)
Dengan: PDC= pori drainase cepat (% volume) RPT= ruang pori total (% volume) KA = kadar air (% volume) (b) Pori drainase lambat; yaitu pori drainase yang dapat dilalui air dengan lambat dari suatu unit volume tanah. Pori drainase dihitung dengan rumus: PDL= KA pada pF2 - KA pada pF 2.54 .... Dengan: PDL= pori drainase lambat (% volume) KA = kadar air (% volume)
..(5)
to
D. PERSAMAAN INFIL TRASI 1. Pendekatan Analitis Richard (1931) dalam Dhalhar (1972) mengemukakan bahwa pendekatan analitis pergerakan air dalam tanah dapat ditentukan dari persamaan Darcy Richard v = -K(S) ilH
(6)
dimana v = debit flux at au debit per satuan penampang (em/jam) K(S) = konduktivitas hidrolik yang dipengaruhi oleh S (em/jam) S = hisapan matriks tanah (-em H 20) ilH = gradien potensial ( em H 20) H = potensial total (potensial hisapan matriks dan gravitasi) (-em H 20) Persamaan kontinuitas'
1i8/lit = - ilv
. .(7)
....
Bila persamaan (\) digabungkan dengan persamaan (2), maka ilK(S). ilH = 1i8/at
............ (8)
a (Kx. IiHilix) lix + Ii (Ky. IiHi ay)! liy + Ii (Kz. IiHiliz) liz =1i8/1it
(9)
Hydraulic Potential adalah: H = S+z.
. .. (I 0)
8 (Kx. 8S/lix) lix + Ii (Ky. IiSI 8y)/liy + 8 (Kz. IiS/8z) liz + IiK(8)/liz=88/8t . .. . ... ( II ) Aliran
diasumsikan
berlangsung hanya
pada
arah
vertikal,
maka akan
didapatkan:
B(Kz. BS/liz)/liz+IiK(8)IBz=88/8t IiS/5z = (IiS/1i8) (68/6z)
.... ( 12) ........ ( 13)
Dengan memasukkan persamaan (13) ke persamaan (12), maka didapatkan
88/5t
= Ii [Kz(8S/68).(58/8z)JIliz + IiK(8)/liz.
' .................... ( 14)
ii
BS/Bt = B[O(S).(BS/Bz)]/ Bz + BK(S)/Bz
.... (15)
dimana: S = kelembaban tanah (% volume) S = hisapan matriks (-em H20) O(S)= difusivitas, setara dengan Kz(iSS/iSS) t = wah.1u Uam) z = koordinat vertikal at au kedalaman (em) Persamaan (15) memberikan
dasar untuk memprediksi gerakan air ke
tanah di bawah kapasitas lapang. Persamaan ini sulit untuk diselesaikan seeara analitis, dan harus dipeeahkan dengan met ode numerik untuk setiap perubahan nilai z dan t. Oleh karena itu dicari persamaan infiltrasi yang lebih sederhana.
2:
Pendekatan Empiris Menurut Ohalhar (1972) persamaan infiltrasi empirik seeara garis besar dapat dibedakan atas dua tipe yaitu persamaan berdasarkan variabel waktu dan persamaan infiltrasi berdasarkan variabel bukan waktu. a.
Persamaan intiltrasi berdasarkan variabel waktu a. I. Persamaan Horton Horton (1940) dalam Schwab et at. (1981) menentukan persamaan intiltrasi sebagai berikut: fp = fe + (fo - fe)e
-kt
dimana: fp = kapasitas intiltrasi (em/jam) fe = kapasitas intiltrasi awal (em/jam) k = parameter tanah yang dipengaruhi oleh tipe tanah, kondisi permukaan tanah dan kelembaban tanah awal t = waktu Uam) fo = kapasitas intiltrasi akhir atau laju infiltrasi konstan (em/jam)
(16)
12
a.2. Persamaan Philip Philip (1969) dalam Dhalhar, 1972 menentukan persamaan infiltrasi sebagai berikut : fp = C+Dfo 5
............ (17)
dimana: fp = kapasitas infiltrasi (mmlmenit) C,D= konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah awal = waktu (menit) a.3. Persamaan Kostiakov Kostiakov (1932) dalam Dhalhar, 1972
menentukan persamaan
infi Itrasi sebagai berikut : fp
= Kt n ............ .
. ...... (18)
dimana: fp = kapasitas infiltrasi (mmlmenit) K,n= konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah awal t = waktu (meni t) b. Persamaan infiltrasi berdasarkan variabel bukan waktu b. I. Persamaan Green dan Amp Persamaan
Green
dan
Amp
(Hillel,
1971) menggunakan
asumsi bahwa tanah adalah homogen, memiliki lapisan yang dalam dan memiliki kelembaban yang seragam, dan dinyatakan dalam: fp=fc+BfF
................... (\9)
dimana: fp = kapasitas infiltrasi (cm/detik) fc = laju infiltrasi konstan (cmldetik) F = infiltrasi akumulatif(cm) B = konstanta tergantung pada tipe dan kondisi tanah
13
U ntuk tanah yang digenangi: fp = A(I+(B(P+H»IF
....... (20)
dimana: fp = kapasitas infiltrasi (em/detik) F = infiltrasi akumulatif(em) P = hisapan matriks (em) H = perbedaan tekanan air di permukaan (em) A,B = konstanta tergantung pada tipe dan kondisi tanah b.2. Persamaan Holtan Persamaan Holtan dalam Dhalhar (I 972) dinyatakan sebagai: fp
=
a(S-F)n+fe
......... (21)
dimana: fp = Kapasitas infiltrasi (em/detik) S potensial penyi mpanan air dalam tanah diatas lapisan kedap (em) F = infiltrasi akumulatif(em) fe laju infiltrasi konstan setelah tanah dibasahi (em) a,n = konstanta yang dipengaruhi oleh tipe dan permukaan tanah serta kondisi vegetasi
E. PENGUKURAN INFILTRASI Menurut Harrold et al. (I 974), terdapat beberapa eara pengukuran infiltrasi di lapang yaitu: (a) infiltrometer silinder. dengan eara menggenangkan air di permukaan tanah
tanpa
ali ran
permukaan;
(b)
trlgasl
genangan
lapangan,
dengan
menggenangkan air pad a lahan bereoeok tanam dan mengukur ali ran air masuk dan keluar; (c) infiltrometer simulasi eurah hujan,
yaitu simulasi eurah hujan alami
dengan pereikan air dalam jumlah aliran permukaan yang diperbolehkan dan diukur; (d) plot atau penampungan eurah hujan alami-aliran permukaan.
l~
Infiltrasi
pada luasan kecil dapat dilakukan dengan rnenggunakan alat
infiltrorneter (Arsyad, 1989). Dengan cara ini air diberikan ke tanah dengan laju yang sarna dengan kapasitas Infiltrasi. lurnlah air yang rneresap dalarn suatu jangka waktu tertentu diukur. Menurut Harrold et at. (1974), infiltrorneter silinder rnenyediakan kedalaman air konstan di atas permukaan tanah melalu i dindingnya. Infiltrometer ditanam di dalam tanah dengan disisakan I hingga 2 inci di atas permukaan tanah. Untuk mengurangi pengaruh pergerakan air lateral, maka dipergunakan infiltometer silinder ganda. Air dimasukkan ke dalam ruang tengah, dan diukur untuk menentukan jumlah air yang terinfiltrasi (F) dalam waktu tertentu (t)
METODOLOGI A. TEMPAT DAN WAKTU
Penelitian ini dilaksanakan di tepi Sungai Ciapus, Kampus IPB Darmaga, Bogor. Jenis tanah di lokasi penelitian adalah regosol coklat kekelabuan (Gambar I) berdasarkan Peta Tinjau Mendalam Sekitar Bogor (LPT dalam Nelliza, 1996) Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 1997 sampai April 1998. C. BAHAN DAN ALA T
Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah petakan lahan yang berukuran 3m x 3m dengan dua kondisi yaitu (I) lahan yang tidak ditanami vegetasi apa pun dan (2) lahan bervegetasi rumput. Alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah (I) dua pasang infiltrometer silinder ganda atau double ring il!/iltrometer, yang berdiameter 30 em dan 60 em, (2) alat pengukur kelembaban tanah atau gyp511m block, (3) alat pengambil sampel tanah atau ring sample, (4) alat pengukur kedalaman air yaitu penggaris, (5) alat pengukur waktu yaitu stop walch, (6) neraea berketelitian 0.001 gram, (7) oven, (8) alat pengaduk tanah, ember, palu dan corong penyemprot air.
1~.o·41"
\~\ ,
~
U
_. I
\
J s-ploI<.
'
I
) / /
/
00""#
Keterangan:
-/
Legenda: Jalan rayaJ kedl
MacamTanah
Nomor
Jalan 9 erobak.
~ 0-
if - .. - .. [!J
Jalan kereta api
1
AJuvial Kelabu
sungal
2
Regosol Coklat Kekelabuan
Danau (Situ)
3
Latosol Coklat Kemerahan
Garis tinggi
Latosol Coklat Kemerahan
balaS SPT
5
LatosoJ Coklat Kekuningan
6
Asoslaso PodsoUk Coklat
Lok.asi Penelitian
Sumber:
Peta Tinjau Mendalam Sekitar Bogor (LPT, 1966) Skala: 1: 87 500
Kekunlngan dan PodsoUk Merah 0
Kekunlngan
(j,lInbar I Pcta Lokasi Pcnclitian dan Jenis Tanah Lokasi I'enclitian SUl1lbcr Nclliza (\996)
17.
B. METODE PENELITIAN L Penyiapan Lahan Penelitian Pada tahap ini dilakukan persiapan dan pemilihan terhadap lokasi penelitian. Tanah dipetakkan berukuran 3 m x 3 m.
Ini dilakukan pada dua
kondisi lahan yaitu lahan tidak bervegetasi dan lahan bervegetasi rumput. Pada penelitian ini, kedua jenis lahan tersebut berjarak sekitar 3 meter antara satu dengan lainnya. Kedllanya tidak diolah terlebih dahlllll, hanya dibersihkan dari rumput bagi lahan tidak bervegetasi. 2. Kalibrasi Gypsum Block
Gypsum block dikaliblllSi di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah, jllrusan Teknik Pertanian IPB sebelum digunakan di lapang. lumlah alat yang dikalibrasi sebanyak empat buah yaitu untuk pengukuran pada lahan tidak bervegetasi pada kedalaman IO em dan 20 em, dan pada lahan berumpllt lIntuk kedalaman 10 em dan 20 em. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan eontoh tanah pada lahan yang akan digunakan sesllai dengan kedalaman dan keadaan seperti yang telah disebutkan di alas Kadar air untuk kalibrasi alat ditentukan melailli metode gravimetri Hasil kalibrasi lalll diplotkan pada grafik (skala pad a sllmbll x dan kadar air pada sllmbll y), sehingga akan didapatkan hubungan antara skala dan kadar air. 3. Pengllkuran di Lapang Infiltrometer silinder ganda dimasllkkan ke dalam tanah sedalam 20 em (Gambar 2). Pada bagian yang tidak tertanam,
air
dimasllkkan
dengan
IX
(a)
(ll)
...-
[]..:ktroJa gyjl!iurn
....................... - ..............._..................1---+-
/
20
':111
Illli III "I1I.:lo:r
ril1~
15
15
~----~----~>~~-->
elll
(j"lllb"r 2 ;\1"1 dO/lhl" rlllg ili/i/fwlllc/a (a) pClllasallgall di lahan tcrbuka. dan (b) pcnampang meiilltang pcm
19
Gambar 3. Kalibrasi alat gipsum dengan sample tanah
ketinggian tertentu. Penurunan mllka air diukur setiap selang waktu 2, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180,240 menit. Air ditambahkan ke dalam siliilder secara berkala agar infiltrasi selalu berlangsung dari kedalaman yang sarna. 4. Analisa Fisik Tanah Sebeillm dan sesudah dilakukan penelitian, sampel tanah diambil dari lokasi pengukuran untuk dianalisa tekstur,
porositas dan kadar airnya
Pengambilan sampel tanah yang akan diukur dilakukan dengan menggunakan ring
sample dan kantong plastik.
Sampel tersebut kemudian dianalisa di
Laboratorium Pusat Penelitian Tanah, Bogor. Alat kedalaman
ukur kelembaban tallah yang yang
telah
ditentllkan
dalam
telah dikalibrasi silinder
ditanam pada
berukuran
kecil.
Pengukuran dilakukan pada tahap awal infiltrasi yaitu sebelum air dimasukkan
20
ke
dalam
silinder.
Hasil
yang
didapatkan
(skala
yang
tertera)
diinterpolasikan dengan hasil kalibrasi alat ini sebelumnya sehingga didapatkan besarnya kadar air tanah awal. 5. Pendekatan Persamaan Infi Itrasi Pendugaan kapasitas infiltrasi dilakukan dengan menggunakan dua persamaan infiltrasi
yaitu: Persamaan infiltrasi Kostiakov (18) dan Persamaan infiltrasi
Philip (17). Nilai infiltrasi akumulatif diperoleh dengan mengintegralkan persamaan 17 dan 18. Infiltrasi akumulatifdapat dicari untuk periode tertentu dari pengukuran . intiltrasi mulai dari t=O sampai t=t. dan dapat dituliskan sebagai berikut: I. Infiltrasi akumulatif dari Kostiakov
F= oj"(K.tn)dt= {KJ(n+I)).tn+l ........... .
. ... (22)
2. Infiltrasi akumulatif dari Philip F
= oY{D.t"°l+C)dt = C.t+2D.r
... . .... (23)
dimana: F = infiltrasi akumulatif(mm) K.D.C,n = konstanta infiltrasi t = waktu Persamaan
kapasitas
infiltrasi
dapat
dicari dari persamaan intiltrasi
akumulatif di atas. I. Pengepasanlfitting persamaan infiltrasi Kostiakov
Jika persamaan infiltrasi akufllulatif dari Kostiakov dilogaritmakan maka akan diperoleh: log F=log [KJ(n+ I )]+(n+ 1)log t ....
. ................... (24)
21
Persarnaan tersebut akan rnenghasilkan garis lurus (Iinier). Nilai K dan (n+l) dapat dihitung dengan cara regresi linier.
Hal ini sarna saja dengan
rnenggarnbarkan hubungan antara F dan t tanpa dilogaritrnakan. Dari
grafik
tersebut, nilai
(n+l)
adalah kerniringan
yang dapat dihitung, sehingga nilai n dapat diternukan.
dari
garis
Nilai dari K/(n+ I)
adalah sarna dengan nilai F untuk t= I. Dengan dernikian nilai K/(n+l) dapat dihitung sehingga nilai
K dapat
diperoleh dan persarnaan kapasitas infiltrasi dapat dicari. 2. Pengepasan/fitting persarnaan intiltrasi Philip Persarnaan infiltrasi akurnulatif Philip dapat dituliskan: F-Ct=2.D.tO J
..................... (25)
Proses pengepasan dari persarnaan di atas dapat dilakukan dengan rnenggunakan data dari dua interval waktu yaitu tl dan h serta dua nilai dari infiltrasi akurnulatif pad a interval tersebut yaitu F 1 dan F2 . Sehingga: F 1-Ctl=2.D.tl°.5 ................ .
. ............ (26) ...... (27)
Untuk rnendapatkan nilai 0, rnaka dilakukan elirninasi: (FI-Ctl=2.D.t[o.J) x h (F 2-Ctz=2.D.t20 J) X tl F I.t2-Ct t.12 F2.tl-Ctt.12 F 1.tz-F 2.tl Sehingga: 0=
.. (28)
22
Nilai D kernudian dirnasukkan ke dalarn persarnaan (26) atau (27) hingga diperoleh nilai C.
Nilai C dan D kernudian dirnasukkan ke dalarn persarnaan
(\7).
Persarnaan Philip ditentukan berdasarkan hasil kornbinasi dari pernilihan titik yang paling rnendekati persarnaan Kostiakov. Hasil persarnaan Philip dengan rnenggunakan kornbinasi tersebut diplotkan di at as kertas grafik dan dibandingkan dengan has"il garnbar dari persarnaan Kostiakov. Pernilihan titik yang sesuai adalah berdasarkan garnbar yang paling rnendekati dengan garnbar dari persarnaan Kostiakov (Dhalhar, 1972). Evaluasi dilakukan terhadap konstanta-konstanta dari persarnaan Kostiakov (konstanta K dan n)
dan dari persarnaan Philip (konstanta C dan D)
yang
diperoleh dari hasil pengukuran infiltrasi untuk berbagai kadar air tanah awal di lapang.
Dari evaluasi ini akan ditentukan hubungan antara konstanta-konstanta
dari kedua persarnaan tersebut dengan kadar air tanah awal. Hubungan tersebut dapat diperhitungkan terhadap kadar air tanah awal pada dua kedalarnan dan ratarata dari keduanya (Dhalhar. 1972).
BASIL DAN PEMBABASAN A KALmRASI ALAT UKUR KELEMBABAN TANAH (GYPSUM BLOCK) Hasil kalibrasi gypsum block dari sampel tanah pada lahan bervegetasi dan tidak bervegetasi dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2. Dari hasil kalibrasi tersebut kemudian dapat diperoleh persamaan regresi liniernya, yang menggambarkan hubungan skala dan kadar air t,mah seperti terlihat pad a Gambar 4 dan 5. Tabel I. Kalibrasi gypsum block pada lahan bervegetasi Kedalaman 10-20 em
Kedalaman 0-10 em
.
No
Skala
Kadar Air (%beral)
Skala
Kadar Air (% beral)
1
18.00
16.90
55.00
20.90
2
25.00
18.45
115.00
22.82
3
65.50
19.27
140.00
24.80
4
110.00
22.25
170.50
27.29
5
135.00
24.22
196.50
28.65
6
172.50
27.50
228.00
30.45
7
205.00
30.20
260.00
30.25
8
242.00
30.15
273.00
32.95
9
274.00
31.90
282.00
33.50
10 279.00
32.15
297.00
34.25
,
.-
~
""
.-
~
.
25
35 30 25
~
20
15
~
______
~
______
100
~
______
200
S ka!a
Kedalaman 0-10 em
~
300
'"
20
"
100
0
50
200 150
300 250
350
S ka la
Kedalaman 10-20 em
Gambar 4. Kurva hubungan antara skala dengan kadar air tanah pad a lahan bervegetasi (hasil kalibrasi)
awal (% berat)
2~
Tabel2. Kalibrasi gypsum block pada lahan terbuka Kedalaman 0-10 em Skala Kadar Air (%berat) 18.50 16.25 55.00 17.40 18.52 85.50 116.00 21.04 150.00 22.90 164.00 23.88 169.00 24.25 215.00 25.20 225.00 25.50 28.90 250.00
No
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10
Kedalaman 10-20 em Skala Kadar Air (%berat) 16.95 25.00 50.00 17.75 70.50 18.55 95.00 21.25 120.00 22.30 145.00 23.15 190.00 24.94 200.00 26.72 230.00 28.54 260.00 30.35
30~-----------~ o y = 0.0521 x + 14.8357
35 y=O.0571 x+15.1282
~ 30
« 25
:;;
..
."
'""
15~~~-~--L-~_-J_~
o
50
100
150
200
250
300
Skala
Kedalaman 0-10 em
20 15 0
50
100
150 Skala
200
250
300
Kedalaman 10-20 em .
Gambar 5. Kurva hubungan antara skala dengan kadar air tanah awal (% berat) pada lahan terbuka (hasil kalibrasi) Hasil perhitungan regresi linier untuk masing-masing kondisi tersebut (dapat dilihat pada Lampiran 1) mempunyai nilai koefisien determinasi (R') yang mendekati 100%. Nilai koefisien determinasi tersebut menunjukkan hubungan erat antara skala dan kadar air tanah terukur sehingga tidak mengurangi ketelitian dalam penentuan nilai kadar air tanah awal.
2; B. ANALISIS SIFAT FISIK TANAH Analisis sifat fisik tanah meliputi analisis (I) tekstur tanah, (2) porositas total tanah, dan (3) porositas drainase tanah. Analisis terhadap porositas total tanah dan porositas drainase tanah dilakukan dua kali yaitu sebelum dan setelah penelitian, sedangkan untuk analisis tekstur tanah dilakukan hanya sebelum penelitian. 1. Tekstur Tanah
Tekstur tanah dilihat dari proporsl tiga partikel pembentuk tanah yaitu partikel liat, debu, dan pasir. Hasil analisa tekstur pada lahan bervegetasi dan tidak bervegetasi dapat dil ihat pada Tabel 3. Tabel 3. Hasil analisa tekstur tanah dalam 3 fraksi No.
Tekstur (%)
1 2 3
Pasir Debu Liat
Tanah Bervegetasi 0-10 em 10-20 em 67.6 22.7 9.7
67.5 20.4 12.1
Tanah Terbuka 0-10 em 10-20 em 59.7 27.8 12.5
61.3 25.2 13.5
Dari hasil analisa tersebut (pesentase pasir, debu dan liat) diperoleh bahwa lokasi penelitian memiliki jenis tanah lempung berpasir berdasarkan diagram segitiga tekstur. Pada Tabel 3 terlihat bahwa tanah bervegetasi memiliki kandungan pasir yang relatif lebih besar (67.6% pada kedalaman 10 em dan 67.5% pad a kedalaman 20 em) daripada tanah terbuka (59.7% pada kedalaman 10 em dan 61.3% pada kedalaman 20 em), tetapi
memiliki kandungan debu yang relatif
lebih rendah (22.7% pada kedalaman 10 em dan 20.4% pada kedalaman 20 em) dibandingkan kandungan debu pada tanah terbuka (27.8% pad a kedalaman
J(i em
dan 25.2% pada kedalaman 20 em). Kandungan liat pada tanah bervegetasi relatif
26
rendah
(9.7% pada kedalaman 10 em dan 12.1% pada kedalaman 20.em)
dibanding kandungan Ii at pada tanah terbuka (12.5% pada kedalaman 10 em dan 13.5% pada kedalaman 20 em). Hal ini menunjukkan bahwa tanah bervegetasi memiliki tekstur yang relatif lebih kasar dibanding tanah terbuka. Dan ditinjau dari kedalamannya, tanah bervegetasi memiliki
kandungan liat yang
semakin
meningkat pada kedalaman 10-20 em. 2. Porositas Total Tanah Hasil analisis porositas total tanah sebelum dan setelah dilakukan infiltrasi dapat dilihat pada Tabel4. Tabel4. Hasil analisis porositas total tanah
No.
Sebelum penelitian
Sesudah penelitian
Kondisi Lahan
Kondisi Lahan
Kedalaman (em)
BelVegetasi
Terbuka (%)
BelVegetasi
(o';)
(o';)
Terbuka (%)
1
10
66.4
69.1
64.8
67.6
2
20
71.7
75.5
67.5
70.2
Dari hasil analisa, porositas total tanah sebelum penelitian infiltrasi memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan setelah penelitian infiltrasi. Hal tersebllt didllga akibat adanya proses pemampatan dan penlltllpan pori-pori tanah setelah pemberian air secara terus menerus selama pengukuran infiltrasi dilakukan. Penlltllpan pori tersebllt disebabkan
terbawanya partikel dari
permllkaan ke dalam tanah, kemlldian mengendap di ruang pori dalam tanah. Pad a Tabel 4 terlihat bahwa tanah bervegetasi memiliki persentase porositas total yang relatif lebih kecil dibandingkan tanah terbllka. Hal ini karena tanah terbllka memiliki persentase liat yang relatif lebih besar daripada tanah bervegetasi. Ditinjall
27
dari segi kedalamannya, persentase pori total lebih tinggi pada kedalaman 10-20 cm dibanding pada kedalaman O-IOcm. Hal ini dapat disebabkan oleh kandungan liat yang lebih tinggi pad a kedalaman 10-20cm dibanding pada kedalaman 0-10cm, dan kandungan pasir yang relatif lebih rendah pada kedalaman 10-20cm dibanding pada kedalaman 0-lOcm. Dengan demikian, diduga pori -pori makro lebih ban yak terdapat pada kedalaman 0-lOcm dan menyebabkan
terbawanya partikel tanah yang lebih
halus dari permukaan ke dalam tanah ketika dilakukannya pemberian air.
Partikel
tersebut mengendap di bagian tanah yang lebih dalam dan menimbulkan persentase pori-pori total yang lebih rendah setelah dilakukannya penelitian infiltrasi. Demikian pula hasil penelitian Hartono (1991) dan Bintari (1996) yang secara keseluruhan, porositas tanah di lahan terbuka mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan dengan lahan bervegetasi. Berbeda dengan hasil penelitian Pamuji (1994) yang secara keseluruhan, porositas total tanah pada lahan bervegetasi mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan pada lahan yang terbuka. Adanya perbedaan tersebut lebih disebabkan pada pemanfaatan lahan di masing-masing lokasi misalnya adanya pengolahan lahan, serta terjadinya proses pemampatan maupun pemadatan akibat lalu lintas manusia mapun air hujan. 3. Porositas Drainase Tanah Perhitungan porositas drainase tanah dilakukan pada Lembaga Penelitian Tanah Bogor.
Hasil analisis terse but, yang dilakukan sebelum dan sesudah
pengukuran intiltrasi, dapat dilihat pada Tabel 5. Berdasarkan kelas drainasenya,
tanah dapat dibedakan menjadi
kelas
drainase lamb at dan drainase cepa!. Kelas tersebut dipengaruhi oleh ukuran pori
28
drainase tanah, sedangkan ukuran pori drainase ditentukan oleh tekstur tanah. Semakin kasar tekstur tanah, akan semakin besar jumlah pori makro dan semakin cepat drainasenya. Pada Tabel 5 terlihat bahwa tanah bervegetasi memiliki porositas drainase cepat yang lebih kecil dan porositas drainase lambat yang lebih besar dibanding tanah terbuka, namun nlainya tidak jauh berbeda
jika dibanding pad a lahan
tebuka. Hal ini terutama dilihat pada kedalaman 10-20 cm.
Dengan demikian,
walau kandungan pasir lahan bervegetasi lebih tinggi dibandingkan lahan terbuka, namun jumlah porositas
drainase
cepat
lahan
bervegetasi
lebih
rendah
dibandingkan pada lahan terbuka. Tabel 5. Hasil analisis porositas drainase
No.
1
2
Kondisi lahan dan kedalaman (em) Bervegetasi 10 20 Terbuka 10 20
Sebelum penelitian Porositas drainase
Sesudah penelitian Porositas (%) drainase (%) Cepat Lambat Cepat Lambat
41.8 54.9
3.6 2.7
35.6 48.3
4.6 3.3
46.2 55.6
3.4 2.6
41.8
50A
3.9 3.7
C. HASIL PENGUKURAN INFILTRASI
Hasil pengukuran infiltrasi untuk lahan bervegetasi dapat dilihat pada Lampiran :2 dan untuk lahan terbuka pada Lampiran -'. Pada umumnya,
sebagaimana terlihat pada Lampiran 2 dan 3,
hasi I
pengukuran infiltrasi menunjukkan balma laju inliltrasi akan semakin berkurang dengan semakin benambahnya waklu. Hal ini karena pada saal lanah belum jenuh,
29
terdapat gaya hisapan matrik dan gay a gravitasi yang bekerja. Namun semakin lama, tanah semakin mendekati jenuh, maka gaya hisapan matrik menjadi semakin kecil dan hanya gaya gravitasi yang bekerja. Akibatnya laju infiltrasi berkurang dengan bertambahnya waktu hingga mencapai minimum dan konstan. Adapun terjadinya penurunan kapasitas infiltrasi pada waktu tertentu adalah disebabkan oleh proses pembasahan secara terus menerus pada partikel tanah. Proses pembasahan tersebut menyebabkan lepasnya ikatan
butir-butir tanah, kemudian
butiran tersebut menutupi atau mengisi ruang pori tanah. Akibatnya terjadi penurunan jumlah air yang terinfiltrasi. . Ditinjall dari pengaruh tekstur dan porositas tanah terhadap kapasitas infiltrasi, maka semakin kasar tekstllr cenderung akan semakin banyak memiliki pori berdiameter besar. Dengan demikian, kapasitas infiltrasi tanah bertekstllr kasar akan lebih besar dibandingkan kapasitas infiltrasi pada tanah bertekstllr hal LIS. Pada hasil pengukuran
infiltrasi (Lampiran 2 dan 3) terlihat bahwa ketika
kadar air tanah awal rata-rata relatif sa 111 a yaitll 26.9% (pada hari ke 911ntuk lahan bervegetasi, dan pada hari ke I untuk lahan terbllka)
infiltrasi kllmlllatif
lahan
bervegetasi adalah sebesar 192 111m dan pada lahan terbllka adalah sebesar 443 mm. Hal tersebllt menllnjllkkan bahwa infiltrasi kllmlllatif dan
kapasitas infiltrasi pada
lahan terbuka memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan pada lahan bervegetasi Hal tersebllt dapat disebabkan oleh jumlah porositas drainase cepat relatif lebih besar pada lahan terbllka dibandingkan pada lahan bervegetasi, walall tekstllr lahan terbllka memilki kandungan pasir yang relatiflebih rendah dibandingkan lahan bervegetasi.
30
Ditinjau dari segi kadar air tanah, terlihat bahwa nilai infiltrasi kumulatif akan menjadi semakin kecil dengan semakin besarnya kadar air tanah awal, sehingga akan mempercepat lercapainya laju infiltrasi konstan. Hal ini karena semakin tinggi kadar air, maka semakin banyak pori yang telah diisi dengan air sehingga mengurangi air yang terinfiltrasi
D, HASIL PENGEPASAN (FITTING) PERSAMAAN INFILTRASI L Hasil pengepasan persamaan infiltrasi Kostiakov Pengepasan persamaan infiltrasi Kosliakov dilakukan dengan cara regresi linier terhadap nilai logaritma waktu (I) dan infiltrasi kumulalif (F)
Dari
persamaan linier yang dihasilkan dapat dihitung nilai K dan n. Pada Tabel 6 dapat dilihat hasil perhitungan nilai koefisien K dan n serta hasil persamaan Kostiakov untuk lahan bervegetasi, dan pada Tabel 7 dapat dilihat hasil perhilungan nilai koefisien K dan n untuk lahan terbuka. Dari kedua tabel tersebut terlihat bahwa nilai K dan n
semakin kecil dengan semakin
tingginya kadar air tanah awal. Hubungan lersebul dapat juga dilihat pada contoh grafik hubungan log t dan log F pada Lampiran 4.
31
Tabel 6. Hasil Perhitungan konstanta K dan n serta persamaan infiltrasi Kostiakov untuk lahan bervegetasi
No.
I
Kadar air lanah awal (% berat) rata-rata 20 em 10 eIll 27.0856 2.\.7878 22 ..\900
-'
22.7855 230810
.\
2J.II06
2
5 (,
23.2288 23.()720
27.9286 28.3501 28_.\906 28.7716 29.0526 29.3336
8
13.9675 2'\_1153
9
2,\.2630
29.3617 29_61.\6
10
2'\_2926
30..\576
II 12
2.\.\ 108 25_ .\.\50 25.5928 25.7.\05 260360 26_6270 26_9225 27.2180 28.10.\5 28.\Om 28.6955
30.\857 313006
7
13
1,\ 15 16 17 18 19 20
31.5816 31.6097 31.7221 31.8626 31.8907 32.0031 32.1436 32_28,\1
22
29.2865
32.7056 32_9866
--,
"2,\
29.5820
33_2676
30.1730
33.5486
25
30.\6S5 30_76.\0
33_8296 )'\_1106
30.7936 30_9118
3'\_1106 35_5156
21
26 27
28 29 30
31.6505 3 L9.\60
36.6396 36_9206
25.3570 25_7156 25_8006 26.0002 26_3623
Pcrsamaan
Konstanta n
7.3953
[ _7.::1953.r O .Db6
6.7753
-0.3366 -(U225
6.7053 5_8731
-0.3183 -0.3178
f~6_7053.t -031S3
-tUO.\3
[=5.6~75.1 -u3U43
-0.297.\ -0_3028
f=~.0897.1 _!)3(128
[=3.9-1-61.1 f ~3 .875.\.t
·03232
f=3.6596.t f=3.6382.1 [=3.2867.1
-03r-1
5.6.\75 '\_1212
26.6506 26_7385
.\.0897 3_9966
26.9388 27.3751
3.875.\
-0_2932 -0_3557
3.8.\69 3_6596
-0_2852 -0_3374
27.4.\82 28_3728 28_5872 28.6751 28_8791 29_2.\.\8
[=5.8731.1
_031"78
f~'\_12I2.t -U09"
-03;;-
_1)3128 -(31)53
-0.3128 -0.3053
3.2537
-0_2630
[=3.2537.1
2.9349
-0.ISI5 -0_2203 -0_1763
f~2.93.\9.t _01'13
29..\066 29_6106 30_12'\ I
2.66.\8
30_3.\21
2 ..\907
30.7006
2.3725
31..\2.\8 31.8608 32.1.\91 32.\373
f~6.7753.t -lB"-'
3.6382 3_2867
2.8397 2.8383 2_7228
31.1366
f=K.lll
K
2.098.\ 2_0389 1.9773 1.7172 1.670.\ 1.6372 1.66S1
32..\521 33.2137 3,\_1.\51
1..\.\99
3-"-1-333
1.3092
f~2_8397.t _00203 _0:63
f=2.8383.1
-(I
f ~2. 7228.1
-017"
-0.1742 -0_3312
f~2.69IS.t
-o.,n
-0.226.\ -0_2.\26
f ~2_.\907_t f=2.::1725.1
-0.2426
-0_1238
f ~2.l)98.\.t
_ff
-0.2044 -0_2998 -0.2515 -0.1284 -0_1615
]"76)
f~2.66.\8_t -0331' -U."6-1
1'"
f~2_0389_t -02044
f
=1. 9773.t _0.2998
f~1.7172.t
-fr,m
f~1.670.\.t -01'"
[=1.6372.1
·1)1615
-0.1648
f~1.668l.t -01648
-0.3355 -0.2131
f=lA-I-99.1 f = l.3092.t
-03355
_().~\31
32
Tabel 7. Hasil Perhitungan konstanta K dan n selia persall1aan intiltrasi Kostiakov llntllk lahan terbuka Pcrs3maan
Konstanta
Kadar air tallah awal ('X) befat)
No.
f=K.tll
lOeill
20 eill
rala-r,II;1
K
n
I
nnl7
26.9262
8.3507
-0.2922
}
2-1.9952
29.1177 29.-1032
27.19n
7.8765
-U.3-188
f=7.8765.1
-0.3-167 -O.301l}
[=7.2933.1·(1.1..Jt,-
3
25.1255
29.8029
27.-16-12
7.2933
-I
25.2557 257767 26.0372 26.0631 260633 262977 26.-1019 26.5582 26.58-13 26.5999 26.8187 26.8-1-18 27.0792
29.8315 29.97-12
27.5-136
7.1163
27.8755
6.8277
30.2026
28.1199 28.1615
5 6 7 8 9 10 II 12 l.1
1-1 15 16 17
27.2355
27.3397
18 19 20 21
27.6002
22
2J 24 25
26 27 28
29 :;0
30.2597 31.1162 31.-1017 31.-D03
31.5159 31.5·U5
J 1.6872
31.7386 31.9156
3 I. 9727 32.018-1 32.2582 32.2868
28.5898 28.8-1<)7 28.9 \(>1 290371 29.06-1-1 29.1-135 29.2787 29.38112 29.5250 29.62(,9 29.7989
6.-101-1
-0.3372 -0.3128
6.3909 6.2151
-0.3109 -0.2728
SAil 2 -1.9317 -1.3287
-0.238-1
[ -8.35071
f =7 .1163.1
1_) __
-113..j1<~
_lJ
3(lfl~
[=6.8277.1 ·owc
-0.21113
[=6.-101-1.1 -0."" f=6.3909.1 -03lU9 [=6.215I.t -oc-" f =5"+ 112.1 .(1 :3S4 f=-+.93 17.1 .1,:'\1,.,
-0.3765
f= .1-.:)287.1
_ll.:n.'
-1.0521 3.655-+
-lU79
f =.+.0521.1
-I)
-0.3262
f=J.655 ..U
.ODi:
3.4599 32159
-0.2263 -0.193-1
f=3..t599.t
·O::'b3
f=3.2259.1· 11
2.9915
-0.1507 -0.1563
f=2.9915.1 [=2.8069.1
2.8069 2.6918
T'"
\93..\,
·Ll151( .II]'d
-0.2870
[=2.6918.1·
[=2.0802.t -" "" f = I. 7666.1 -'(,I:
32.8292 32.8806
29.8393 30.21-17 30.2-111-1
2.5809 2.-1037 2.1708
-0.3195 -0.2997 -0.2591
27.70-14
33.-1002
30.5523
2.0802
-0.2513
27.7305
33.51-1-1
30.6225
1.7666
-0.1120
33.6857 33.7143 33.7371 33.9712 3-1.5-122
30.7185 30.7875
1.5485 1.4795 I.·U28 IAI09 1.3453
31.8001
[=1.-1109.1 f=1.3453.t [=1.2729.1
-"iO.'>l
34.8277
-0.21-12 -0.0209 -0.2776 -0.1258 -0.1796 -0.1777 -0.2006
f=I.2217.t
.11:\")/"
27.3918 27.6002
27. 7513 27.8607 28.2515 28.3817 28.6422 28.7725 28.9027
3-l.X563
30.99·B 31.1765 31.5922
31.8705
12729 1.22 I7
[=2.1708.1 ." :'~I
f = 1.54851
-0::1 ~:
f=1.4795.1 _uu:m [= 1.-1-128.1 ·0 c--" .11]-91:>
-0]---
-'.'
7
Hasil pengepasan persal11aan inliltrasi Philip Persamaan Philip ditentukan berdasarkan hasil kOl11binasi dari pel11ilihan titik yang paling l11endekati persamaan Kostiakov. Kombinasi titik tersebut yang dipilih
adalah kOl11binasi 2-240, 5-240, 10-240, 2-180, dan 5-180. Setelah
dianalisa, terlihat bahwa titik kombinasi paling l11endekati persal11aan Kostiakov.
tl~5
l11enit, dan t2= 180 l11enit
)'ang
Dengan del11ikian nilai C dan D
dihitung berdasarkan persal11aan kOl11binasi titik tersebut (contoh grafik hubungan antara waktu dan infiltrasi kUl11ulatif dengan l11enggunakan persal11aan yang dihasilkan dari kOl11binasi titik tersebut dapat dilihat pada Lal11piran 5).
Tabel 8. Hasil perhitungan konstanta C dan D serta persamaan infiltrasi Philip untuk lahan bervegetasi
No.
1
Kadar air tanah awal (1% bcrat) rata-rata 20 elll Weill 22.4900
27.0856
Pcrsamaan
Konstanta
f=C + D.t.'II)
C
D
24.7878
0.7200
6.5740
[ -0.7200 +
6.5740 C'"
6.1119
[ =0.7333 +
61119C'"
2
22.7855
27.9286
253570
0.7333
3
lJ.0810
28.3501
25.7156
il.6067
1.2286
[ =0.6067 +
1.2286 Co,
4
23.1106
28.4906
25.8006
0.5800
4.9417
5
23.2288
26.0002
0.5667
4.9566
4.9417 C'" -+.9566 rll ~
6
23.6720
28.7716 29'()526
[ =0.5800 + [=0.5667 +
26.3623
0.6133
3.1156
[=0.6133 +
3.1156.- 11 ."
7
23.9675
29.3336
26.6506
0.5467
3.1901
[=0.5467 +
S
24.1153
29.3617
26.7385
0.5933
3.3616
[=0.5933 +
3.1901 r'" 3.3(Jl6 r"-~
29.6146
26.9388
0.3733
3.6075
3.6075
9 10
H.2630 24.2926
30.4576
27.3751
0.5~67
3.1901
[=0.3733 + [=0.5467 +
II
24.4108
30.4857
27.4482
0.3667
3.3914
[ =0.3667 +
3.1901 r " 3.3914 r(l~
12
25.4450
313006
28.3728
0.4800
30411
[=0.4800 +
3.0411
13
25.5928
31.5816
28.5872
0.3533
3.1827
[ =0.3533 +
3.1827 C'" 2.7578
ell:'
rll:' ll
r'"
14
25.7405
3 1.6097
28.6751
0.5333
2.7578
[=0.5333 +
15
26.0360
31.7221
28.8791
0.7133
6.1343
[=0.7133 +
6.1343
r W;
16
26.6270
31.8626
29.2448
0.6533
2.4000
[=0.6533 +
r'"
17
26.9225
31.8907
29.4066
0.7467
2.2957
[=0.7467 +
2.4000 2.2957
[=0.6667 +
ell'>
r'"
18
27.21S0
32.0031
29.6106
0.6667
2.6087
19 21)
28.1045
32.1-D6
30.1241
0.2067
3.1230
[ =0.2067 +
2.6087 3.1230
28.400ll
32.2841
3U.3-+21
0.5800
1.5876
[ =0.5800 +
1.5876
21
28.6955
32.7056
30.7006
0.4933
1.6845
[ =0.4933 + [=0.8067 +
1.68~5
r'"
1.3342
1.33+2
rll:'
r'" r'"
22
29.2865
32.9866
31.1366
0.8067
"
29.5820
33.2676
314248
0.6600
1.0510
[=0.6600 +
1.0510
2.0125
[ =0.2000 +
2.0125
1.8858 0.2534
f=0.3133 + [=0.7733 +
0.253-1-
_J
24
30.1730
33.5486
31.8608
0.2000
25
30.4685
33.8296
32.1491
30.7640
34.1106
32-1373
0.3133 0.7733
26 27
28 21.) ~o
30.7936 31l.9118 .3 1.6505 3 I. 9461l
34.1106 35.5156
32.~521
0.4800 0.5533
rll"
1.8858 C'"
t
J5
IJ5
12522
[=OA8()0 +
L2522r
[=0.5533 + [=0.1533 +
0.7230
r'"
1.3938
r IJ5
f =0.3933 +
0.9019
r'"
36.6396
3~.1451
0.1533
0.7230 1.3938
36.9206
3.+.·n:n
0.3933
0.9019
:n.2137
r ll )
Tabel 9. Hasil Perhitllngan konstanta C dan 0 serta persamaan infiltrasi Philip untllk lahan terbuka
No.
10 em
I
H.7347
,2
24.9952
rata-rata
C
0
29.1177 29.4032
26.9262 27.1992
0.9267 0.5267 0.50()()
8.3554 7.6846
20 em
29.8029
27.4642
29.8315
0.9133
6.1343
0.6133
6.2461
0.6267 0.6667
6.2312 5.9628
1.0333
5.1057
1.2400
3.5330
1.2267
3.5479 4.4349
5 6 7
25.7767
29.9742
16.0372 26.0631
30.1026
28.1199
30.2597
X
16.(6))
31.1162
28.1615 28.5898
9 111
26.2977 2() . ..JO 19
" .4(1l7 ) 1.-B03
28.8497 28.9161
1I
26.5582 26.5843
31.5159 3J,5-PS
29.0371 290644
26.5999 26.8187
31.6872 31.7386
29.1435 29.2787
26.8448 27.0792
31.9156 31.9727
29.3802 29.5259
27.2355
320184
29.6269
12 13
14 15 16 17 19 1{)
27.3397 27.3918 27.6002
32.8292
29.7989 29.8393 30.2147
21
27.6002
328806
30.2404
18
7.2672
25.1255 25.2557
27.5436 27.8755
4
Pcrsamaan f= C+D.t"1I5
Konstanta
Kadar air tanah :lwal (% bera!)
32.2582
32.2868
0.2333 0.2867 0.3933 0.8467 0.9600 0.9733 0.9133 0.5800 0.2867 0.3667
3.7044 3.3616 2.8547 2.7280 2.0423 1.8858 1.5876 2.5864 20497
0.4267
1.7590
12
27.7044
33.-W02
30.5523
0.4267
1.7590
23
27. 7305
33.51-+-1::;3.6857
30.6225
0.9133
1.2149
30.7185
0.4333
0.8572
33.71 . D
29
28.6422 28.7725
1.3533 0.2667 0.5333 0.3933 OAOOO
0.0522 10435
33.9712 34.5422 34.8277
30.7875 30.9943 31.1765 3 15922 31.8001
:;u
28.9027
3.+.8563
31.8795
0.2933
24
25 26 27 28
27.75l3 27.8607 28.2515 28.3817
33.7371
1.1925 0.9019 0.8944 1.2373
[=0.9267 + [=0.5267 + [ =0.5000 +
8.3554 r'" 7.6846 Co:' 7.2672 I-I) ~
[=0.9133 + [ =0.6133 T [=0.6267 +
6.1343 6.2461
r(l)
6.2312 5.9628
.-11)
[=0.6667 + [= 1.0333 + [= 1.2400 + [= 1.2267 +
f=0.2333 [=0.2867 [=0.3933 [=0.8467 [=0.9600 [=0.9733 [=0.9133 [=0.5800 [=0.2867 [=0.3667 [=0.4267 [=0.4267 [=0.9133 [=0.4333 [= 1.3533 [=0.2667 [=0.5333 f =0.3933 [ =!l.4000 [=0.2933
T T
r{I-~
fU5
u5
5.1057.3.5330 r(J5
r'15 4.4349 r'" 3.7044 r'" 3.5479
3.3616
(I)-~
2.85-1-7
rL)5
+
2.7280 2.0423
r'" r'"
T
1.8858
+ + + + +
1.5876
r''' r'''
2.586..J
r\I-~
+ + +
r'" 1.7590 r'" 1.7590 r'"
2.0497
l-
1.1149
+ + + + + + +
0.8572
r'" r'" U
0.0522 r ' l.0435 rlJ ~ 1.1925 r'" 0.9019 t"" 0.8944 1.2373
r'''
r
W '
I
36
E. HUBVNGAN ANTARA KOSTANTA DARI PERSAl\lAAN INFILTRASI KOSTIAKOV DAN PHILIP DENGAN FAKTOR KADAR AIR TANAH AWAL (8)
Hubungan antara Konstanta K dari Persamaan Infiltrasi Kostiakov dengan Kadar Air Tanah awal (8) Hubungan antara kedua faktor tersebut tereantum dalam Tabel 10 untuk lahan bervegetasi dan lahan terbuka. Dari hasil grafik dalam kertas grafik biasa terlihat bahwa pola hubungannya bersifat eksponensial (Gambar 6) Tabel 10 Hubungan antara konstanta K dengan kadar air tanah awal Kedalaman (em) Lallan ber,egetasi 0-10 10 - 20 Rata-rata Lallan terbuka o - I II III - 20 Rata-rata
K = f(8)
R'
r
K = 2.26 X 10' (8 111 ) --11::..1\ K= 2.13 , II)' (8,,, ) -5 91l~8 K= 6.45 x HI' (8",,, ) -'.0096
0.9524 0.9357 0.9697
-0.9524 -0.9776 -0.9847
0.9489 0.9610 0.9634
-0.9741 -0.98tn -0.98\6
K
:0
l.·B:x
((l:\
(tJ]fJ )
-\..1,.\..1115
K= 3.87 X i()l~ (8,))) -1211\..1:K= 5.91 x 10 1')(8 .• 1" ) -tJ,ll..Jl
Pada Tabel 10 terlihat bahwa lahan bervegetasi memiliki koefisien korelasi yang hampir sama dengan lahan terbuka. Hubungan antara konstanta K dengan kadar air tanah awal yang tertinggi didapat pada kedalall1an rata-rata. baik pada lahan terbuka maupun lahan bervegetasi. Hasil yang diperoleh dari penelitian Bintari (1996), menunjukkan bahwa hubungan yang paling erat antara konstanta K dengan kadar air tanah awal terdapat pada lahan terbuka yaitu pada kedalall1an rata-rata. Demikian pula penelitian yang dilakukan oleh Pamuji (1994) dan Hartono (1991) yang juga menunjukkan hubungan yang paling erat antara konstanta K dengan kadar air lanah awal terdapat pada lahan terbuka pada kedalall1an 20 em dan pada kt:dalaman rata-rata.
37
---------------8
Y = 2.26
12 -'.--\-Y
10' x (X) -4.".' i
X
~ 8~ ~
ro
1;;
1.43 x 10"
=
X
(X)
'-1 •.
i
10
~051
:
o{)
~
I
6f
0
()
c
~ 4~
2l oLI_______~_~ ________
030 32 Kadar air tanah awal (% befatl
24
22
26
24
34
28
~A
'\
--------
Y = 2.13
X
'\
10 -
"c
,~'"
~c
6 --
"
4 -
0
~-
- _0__,,<>
34
36
o 26
C.
32
28
30 Kadar air tanah awal (% berat)
~
6-
lJl4 §
~
X
10' x (X)
29
30
1018 x (X) -12.01.5
,
\
.~\ '"
.
<>
~
¢~ .
~-
30
32
34
36
d. KedalamantO-20 em (Iahan terbuka)
12 I
-5.0096 :
~
~
"C
ro
~'3"o ~~-
~c 0
~~
~
~
~-.Q ~-~
32 34 26 28 30 Kadar air tanah awal (% beratl
8 6
4• 2-
0--- - - - - - - - -
24
X
2 -
10
2-
28
Kadar air tanah awal (% beratl
8------------_ Y = 6.45
Y = 3.87
0 ' 28
38
Kedalamanl0-20 em (lahan neryegt::tasi)
<>
I
8 ,
~
~~
2 -
27
12
10' x (X) -5.9058
\:'~
6 -
26
b_ Kedalaman 0-10 em (Iahan terbuka)
a. Kedalaman 0-10 em (!ahan berYegetasi)
8 - - . -.. '
25
Kadar air tanah awal (% beral)
36
0 26
= 5.91
Y
X
10 19 x (X)
-13_11."
~
I
o~
,~28 30 32 Kadar air tanah awal (% beratl
f Kedalaman rata-rata (lahan terbub)
Gumbar 6. Kurya hubungan antara kOI1stanta K dan kadar air a\\'a1
34
38
o Hubungan Antara Konstanta n dari Persamaan Infiltrasi Kostiakov dengan Kadar Air Tanah awal (8) Hubungan antara kedua faktor tersebut dicantumkan pad a Tabel II untuk lahan bervegetasi dan lahan terbuka. Sedangkan kurva hubungan konstanta n dan kadar air tanah dapat dilihat pada Gambar 7. Tabel I I. Hubungan antara konstanta n dengan kadar air tanah awal n = f(S)
R'
r
rJ13-rata
n = 0.03710,,, - 1.2620 n = O.02~2 ll~! - 1.035~ n == n.0296 l-1 I <,I>, - 1.1322
0.3730 0.3286 0.3491
0.6107 0.5732 0.5908
Lahan terbuka 0- 10 10 - 20 . Rata-rata
n = 0.0176010 - 0.7155 n = 0.0137ll,,, - 0.6807 n== 0.0156 U"" - 0.7009
0.0528 0.0666 0.0613
0.2298 0.2581
KcdaJarnan (ern) Lahan ben'egetasi () - 10 10 - 20
O.2~76
Nilai Koefisien determinasi yang diperoleh dari hasil anal isis regresi Iinier (Tabel I I)
pada lahan bervegetasi dan terbuka menunjukkan bahwa nilai
koefisien determinasinya sangat kecil yaitu kurang dari 0.5. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan antara konstanta n dengan kadar air tanah awal tidak erat karen a penyebaran titik konstanta n pad a setiap nilai kadar air tanah awal terlihat menyebar. Hasil yang diperoleh dari penelitian Bintari (1996) juga menunjukkan bahwa hubungan antara konstanta n dengan kadar air tanah awal tidak ada korelasi.
39
--I
~--
,
o
24
25
26
29
28
27
25
24
30
26
27
Kadar air tanah ' L .. - - - - - - - -
a. Kedalaman 0-10 em (Iahan bervegetasi)
28
29
J 30
awal (% berat) ---- ----
b. Kedalaman 0-10 em (lahan terbuka)
-01 -015
11~ c
~
-02
<>
"
-03-
-035
_OA
e
«>
-025
'>
0
0
i
l_
O 2_8_ _Ka_d_!r_a_i_f
ta~_a_h_!_~_~1 _~%_b_er_~4_t) ___3_6
28
30 32 34 Kadar air tanah awaJ (% berat)
I;
e. Kedalaman 10-20 em (Iahan bervegetasi)
36
d. Kedalaman 10-20 em (Iahan terbuka)
,------o
_~~~ r ~---:-~
0- 0 - - -
{;>«'
c
J0:2: f -035 04
¥>"'.,
~0
Q
--
26
oo:~ .$-: <)
~
<)
c -0.1
11$ §•
-0
-02
~
"" -»-----
:::.c -03 <)
,_04
---
28 30 32 Kadar air tanah awal (% berat)
e. Kedalaman rata-rata (Iahan bervegetasi)
34
L
1
_2_6___
oo _ _~
~ad:~
air tanah
!~al
"
'<>
"
~I
32 (% berat)
f. Kedalaman rata-rata (Iahan terbuka)
Gambar 7. Kurva hubungan antara konstanta n dan rata-rata kadar air awal
34
40
3 Hllbllngan antara konstanta C dari persamaan infiltrasi Philip dengan kadar air tanah awal (8) Hllbllngan kedlla variabel pada lahan bervegetasi dan lahan terbllka tercantum di Tabel 12 dengan kllrva dan persamaan regresi liniernya pada Gambar 8.
Tabel 12. Hubungan antara konstanta C dengan kadar air tanah awal
R'
r
C ~ -0.0173 81<, + 1.0028 C ~ -{).0252 020 + 1.J300 C = -0.0211 Hrata + 1.1319
0.0939 0.1319 0.1122
-O.30M -0.3632 -0.3350
C ~ -0.0894 tl", + 3.0602 C ~ -0.0536 0,,, + 2.3707 C ~ -0.0679 fin" + 2.6546
0.0988 0.0740 0.0844
-0.3143 -0.2720 -0.2905
C
Kcdalamilll (em)
~
f(8)
Lahan bervegctasi 0- 10 10 - 20
rata-rata Lahan terbuka 0- 10 10 - 20
Rata-rata
Dari hasil persamaan regresi linier dan nilai koefisien determinasi terlihat hubungan yang lebih erat antara konstanta C dengan kadar air tanah awal terdapat pada lahan bervegetasi. Hal ini dilihat dari nilai koefisien determinasi yang lebih tinggi
pad a lahan bervegetasi
bervegetasi.
dibandingkan lahan terbuka.
Pada lahan
hubungan tererat antara konstanta C dengan kadar air tanah awal
adalah pada kedalaman 10-20 em.
Secara keseluruhan antara konstanta
'c
dan
kadar air tanah awal tidak ada korelasi. Berbeda halnya hasil penelitian Bintari (1996), Hartono (1991), dan Pamuji (1994) yang menunjukkan bahwa hubllngan yang paling erat terlihat pada lahan terbllka. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh jenis tekstur tanah (persentase debu, liat, dan pasir) maka terdapat perbedaan pada persentase pasir yang lebih kecil
(739% - 38.425%), sedangkan pad a penelitian yang dilakukan persenlase pasirnya sebesar 67.6%.
41
16-14
°2
12
2
08
c
; y-- -0.0175.'(
0
...A
<7
~-&'-- - -~-$1)
<S>
¢
I
o~
~
<)
00'0
'<7'<'
~ 06 ~ 04 -
1.0028
+
o
¢
~ <)
20 _air _tanah 2_5_ _awal _ _ (% _3_0berat) __ Kadar _ _
J~
,
24
Kadar
!'
a. Kedalaman 0-10 em (Iahan bervegetasi)
26
28
301
ai~tanah awal (% b~r~ __ J
b. Kedalaman 0-10 em (Iahan terbuka) ~-----
-, !
1614
U 2 1.21
r'
.£lOBI
00
27
29
!
31
__ 0 __
<)
33
35
37
I'
I 39
Kadar air tanah awal (% berat) e Kedalaman 10-20 em (Iahan bervegetasi)
1.6 r14 -
°12 -E
-
co'"
.!'9
-0- -
o ~ ___ _ _____025
012
~000
-~
.c:: 06'
~04"
---,
14 L lX~n+ 237tH!
l
~O_02S2x- L~D~
l.:.._ _ _ __
r
c
16~
~ ~
<)
¢
o
o
0
0.8 06
i;)--------"{;>-____ _
o $
04 02
$ <)
if>
if>
<)
<)
O~---
L
_'.7
29 31 33 35 Kadar air tanah awal (% berat)
37
- -
d. Kedalaman 10-20 em (Iahan terbuka)
-~
.. -.-~
'y-- -O.0211x+ 1.1519
1 20.8 ~ 0.6
~ 0.4 0.2
o
n
I
n
~
Kadar air tanah awal (% berat) e, Kedalaman rata-rata (Iahan bervegetasi)
v
----.J 27 29 31 33 Kadar air tanah awaJ (% berat)
f. Kedalaman rata-rata (Iahan terbuka)
Gambar 8. Kurva hubungan antara konstanta C dan rata-rata kadar air awal
35
-1. Hubungan antara konstanta D pada persamaan infiltrasi Philip dengan kadar all'
tanah awal (8) Hubungan antara kedua faktor tersebut pada lahan bervegetasi dan lahan terbuka dicantul11kan di Tabel 13 sedangkan kurva hubungan antara keduanya dapat dilihat pada Gambar 9. Tabel 13. Hubungan antara konstanta D dengan kadar air tanah awal
,,
Kedala"",,, (em)
Laimll ben'egetasi 0-10 10 - 20 rata-rata
D=f( 8)
R'
r
D= -O.H~2 8,,, + 14.1750 D= -0.5023 8,,, + 18.6980 D= -OA680 8 M • + 16.4813
0.8793 0.8778 0.8852
-0.9377 -0.9369
D= -1.9220 8,,, + 55.0656 D=-L33158,,, + ~5.9~2 D= -1.5852 t\l!.l + 50.0338
0.6319 0.6023
-0.7949 -0.7761 -0.7932
-O.9~O9
Lahan lerbuka 0-10 10 - 20
rata-rata
0.6292
Dari nilai koefisien determinasi terlihat bahwa konstanta D dan kadar aIr tanah awal l11el11iliki hubungan yang era! pada lahan bervegetasi l11aupun pada lahan terbuka. Pada lahan bervegetasi. hubungan tererat terlihat pada kedalatnan rata-rata.
Sedangkan penelitian Hartono (1991) dan Pal11uji (1994) juga
l11enunjukkan bahwa hubungan yang erat terlihat pada lahan bervegetasi maupun lahan terbuka.
·n
8
10
I y=-OA242x+1417:'D I
()
0
<>
6
<>
0
<>
'"
~4
'" §'" C
<>
... ...
J2
~
0.::
<>
<>
0 20
25
2 <1><>
0 28
29
30
10 <>
I y= -0.5J23x + 18.e::ro 0
<J>
~2
'"
i
<>
0.::
<> <>
27
29
33
31
35
37
4 2 0 -2 27
39
25
30
35
35
37
I \~-L585MjJ.0338 I
8 0
6
C
'"
4
]
2
'"
__L __ _
33
10
y= -O.468Jx + 16.4813
~
31
d. Kedalaman 10-20 em (Iahan terbuka)
8r--------r==========~
_ _ _ _- L__
29
Kadar
c Kedal"Illan 10-20 Cill (Iahan ben egetaSl)
~
y=-IJ31S'\+45.9+t2I
Go
6
KaJar
o L __ _ _ _
Q
8
<>
<>
'" ~4
20
27
26
b. Kedalaman 0-10 em (lahan terbuka)
8
0 25
25
Kadar
a. Kedalaman 0-10 elll (lahan beryegetasi)
6
I
4
KaJar
0
\~-L9'3l\+55();:'6
<>
6
-2 24
35
30
<>
8
~
40
KaJar
0 -2 26
28
30
32
34
KaJar
Gambar 9. Kurva hubungan konstanta 0 dan rata-rata kadar air tanah a\val
KESli\lPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN I. Berdasarkan anal isis tekstur tanah, tanah di lokasi penelitian bertekstur lempung
berpasir.
Tekstur pada lahan bervegetasi lebih kasar dibandingkan pada lahan
terbuka. Pada lahan bervegetasi, tanah di kedalaman 0-10 cm bertekstur lebih kasar dibandingkan
pada kedalaman 10-20 cm. Pada lahan terbuka, tanah di
kedalaman 10-20 cm bertekstur lebih kasar dibandingkan kedalaman 0-10 cm 2. Nilai porositas total tanah pada
lahan bervegetasi
adalah
lebih
kecil
dibandingkan pada lahan terbuka. Ditinjau dari segi kedalamannya, nilai porositas total lebih tinggi di kedalaman 10-20 em pada kedua jenis lahan tersebut. Nilai porositas tanah pada kedua lahan mengalami perubahan setelah pengukuran infiltrasi, dimana nilainya menjadi lebih kecil dibandingkan sebelum dilakukan infiltrasi 3. Nilai porositas drainase tanah pada lahan bervegetasi relatif lebih kecil dibandingkan pada lahan terbuka
Ditinjau dari segi kedalamannya, nilai
porositas drainase lebih tinggi di kedalaman 10-20 cm pada kedua lahan. Nilai porositas drainase tanah kedua lahan mengalami penurunan setelah pengukuran infiltrasi. Ditinjau dari nilai porositas drainase cepat, lahan bervegetasi memiliki nilai porositas drainase cepat lebih kecil dibandingkan lahan terbuka. Dilihat dari kedalamannya,
maka pada kedalaman 10-20 cm porositas drainase cepat
memiliki nilai lebih besar dibandingkan pada kedalaman 0-10 cm. 4. Laju infiltrasi pada kedua lahan se11lakin menurun dengan semakin bertambahnya waktu. Dari segi pengaruh kadar air tanah awal, laju infiltrasi pada kedua lahan se11lakin menurun dengan semakin tingginya kadar air tanah awal.
.+5
'i
Dari keempat konstanta, hubungan erat antara konstanta dengan kadar air tanah awal adalah (a) hubungan antara konstanta K pad a lahan bervegetasi dan lahan terbuka di kedalaman rata-rata:
(b) hubungan antara konstanta 0 pada lahan
bervegetasi di kedalaman rata-rata, dan lahan terbuka di kedalaman 0-10 em. Di antara semua hubungan tersebut, hubungan yang paling erat antara konstanta dengan kadar air tanah awal ditunjukkan oleh persamaan konstanta K dengan kadar air tanah awal pada kedalaman rata-rata pada lahan bervegetasi. 6. Hubungan erat antara konstanta K dan Kadar air tanah awal pada lahan di
bervegetasi
kedalal11an
rata-rata
dengan
persal11aan:
K = 6.45 x 10 7 (8"" ) -5.00%, dan lahan terbuka untuk kedalall1an rata-rata dengan
persall1aan: K
=
5.91 x 10 19(8,."" )
-131141
Antara kedua kondisi lahan, lahan
bervegetasi l11enunjukkan hubungan yang lebih erat dibandingkan lahan terbuka. 7,
Hubungan erat antara konstanta 0 dengan kadar air tanah awal adalah pada lahan ben'egetasi
untuk
kedalal11an
rata-rata
dengan
persall1aan:
0= -0.4680 8"L' + 16.4813, dan lahan terbuka untuk kedalaman O-IOcm dengan
persal11aan: 0=-1.9220 810 + 55.0656. Antara kedua kondisi lahan,. lahan bervegetasi ll1emiliki hubungan yang lebih erat dibandingkan lahan terbuka. B. SAR.\N
I. Perlu penelitian seperti ini untuk tanah yang akan digunakan atau dikembangkan untuk tujuan produk1if seperti misalnya pertanian. Perlu dikembangkan penelitian yang l11enghubungkan perhitungan kapasitas infiltrasi secara teoritis ini dengan kondisi nyata di lapang, terutama untuk tujuan perencanaan atau pengel11bangan produk1if suatu lahan tertentu. 3. Pengukuran terhadap porositas sebaiknya tidak hanya dilakukan
sebelum
setelah pengamatan di lapangan namun selama pengamatan dilakukan.
dan
DAFT.\R PUSTAKA
Arsyad. S 1983. Pengawetan Tanah dan Air. Jurusan IImu Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Bintari. K. 1996. Evaluasi Konstanta Persamaan Infiltrasi Kostiakov dan Philip secara Empirik. Jurusan Keteknikan Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Dhalhar. 1\1 A. 1972. Process and Field Evaluation of Infiltration Rate. A "Plan B" Paper for MS. The l'niYersity of Minnesota. Minnesota (unpublished). Hardjowigeno, S. 1989. Pengantar IImu Tanah. Mediyantama Sarana Perkasa. Jakarta. Harrold. LL. G.O. Schwab. B L Bondurant. 1974. Agricultural And Forest Hydrology. Agricultural Department, Ohio State University Ohio. Hal1ono, R. 1991. Evaluasi Persamaan Infiltrasi dari Kostiakov dan Philip di Lapang. Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogar Bogor. Hillel. D. 1971. Soil and Water Physical Principles and Proccesses. Academic Press. New York. Hillel. D. 1980. Application of Soil Physics. Academic Press. New York. Lembaga Penelitian Tanah. 1979. Penuntun Analisa Fisika Tanah. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Pusat Penelitian Tanah. Bogor. Nelliza. 1996. Klasifikasi dan Interpretasi Genesis Tiga Jenis Tanah di Wilayah Kampus Dannaga. Bogof. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogar. Bogor Pamuji. H. 1994. Evaluasi Persamaan Infiltrasi dari Kostiakov dan Philip Dengan Metode Pengepasan (Fitting Process) Pada Lahan Pertanian di Cikidang. Sukabumi. Jurusan Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut PeI1anian Bogor. Bogar.
Purwowidodo. 1986. Tanah dan Erosi. Jurusan Manajemen Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
a
Schwab, G, R. K. Frevert. T. W. Edminster and K. K. Barnes. 1981. Soil and Water Conser.vation Engineering. John Wiley & Sons. New York. Sosrodarsono, S. dan K. Paramita. Jakarta.
Takeda. 1985. Hidrologi Untuk Perairan. Pradnya
L
A
M
p
I
R
A
N
Lampiran I
a.
Regresi Hasil Kalibrasi gY/).\'1I111 h/ock
Pada lahan beryegetasi Kedalaman 10-20 em:
Kedalaman 0-10 cm: Regression Output: Constant 'Std Err of Y Est R Squared No. of Observations Degrees of Freedom
Regression Output: Constant Std Err of Y Est R Squared 'INO. of Observations Degrees of Freedom
16.28447 0.933856 0.977287
1
~I
t7.25063 0.761468 0.975567 10
a
I
IIX Coefficient(s) ,Std Err of Coef. b.
0.059054 0.003183
X Coefficient(s) Std Err of Coef.
Pad a lahan terbuka Kedalaman 0-10 em: Regression Output:
Constant Std Err of Y Est R squared iNo. of Observations Degrees of Freedom
x
0.056171 0.003143
I Coefficient(s) I Err of Coef. ,Std
Kedalaman 10-20 em: i
1483571 0.7522821 0968838 10 , 8 1
0.052093 0.003303
Regression Output: Constant Std Err of Y Est R squared No. of Observations Degrees of Freedom X Coefficient(s) Std Err of Coef.
0.057135 0.002377-
15.128181 0.5692781' 0.986343 10 8
Laillpiran 2. Hasil Pcngukuran Inliltrasi pada Lahan Bervegetasi Waktu
Hari
f(mm)
(menit) Aw
Akhir
F
Selisih
Han Waktu
(miilj
al
'1
I
i 2
, 3
I
i
! ! 4
5
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 201 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200 187 187 167 167 138 200 170 170 142 200 169 169 135 200 160 200 159 200 160 200 160 200 188 188 169 169 145 200 173 173 142 200 170 170 135 200 164 200 158 200 160 200 159 200 194 194 187 187 177 177 163 163 147 200 179 179 157 200 179 179 157 200 170 170 142 200 191 191 175 175 150 200 169 200 170 170 135 200 177 200 175 177 156 200 178 178 160 200 192 192 175 175 150 200 169 200 169 169 135 200 177 200 175 177 156 200 180 180 161
13 33 62 92 120 151 185 225 266 306 40 346 12 12 19 31 24 55 82 27 31 113 30 143 35 178 36 214 42 256 40 296 41 337 6 13 23 141 37 53 16 74 21 96 22 21 117 22 139 30 169 281 197 9 25 50 25 81 31 30 111 35 146 23 169 25 194 21 215 22 237 18 255 8 8 25 17 25 50 81 31 31 112 34 146 23 169 25 194 21 215 20 235 19 254
13 20 29 30 1 28' 31 34 40 41 40
,~I
6
7
8
1
1~1
f(mm)
(menit) Aw al
9
10
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
Selisih
200 193 183 160 200 179
159 200 177
200 1801
200' 193' 183 1 165! 200 179 159 200 177 200 179 200 192 182 170
200 178
200 165 200 180 200 200 192 182 171 200 186 170 200 183 200 170 200 194 183 165 200 180 1591 2001 179!
200 177,1
F
Hari Waktu
f.----.-
f(mm)
(menit) Aw
(mm)
Akhir
Akhir
F
Selislh
I(mm)
al
193 183 160 135 179 159 135 177 156 180 161 193 183 165 146 179 159 135 177 156 179 159 192 182 170 156 178 155 165 132 180 160 185 192 182 171 157 186 170 157 183 152 170 142 194 183 165 147 180 159 136 179 156 177 156
7 10
7 17 40 65 86 106 130 153 174 194 213 7 17 35 54 75 95 119 142 163 184 204 8 18 30
23 25 21 20 24 23 21 20 19 7 10 18 19 21 20 24 23 21 21 20 8 10 12 14 44 66 22 23 89 35 124 33 157 20 177 20 197 15 212 8 8 18 10 11 29 14 43 14 57 16 73 86 13 17 103 31 134 30 164 28 192 6 6 11 17 18 35 18 53 73 20 21 94 23 117 21 138 23 161 23 184 21 205
11
12
13
14
15
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200 193 183 171 160 142 128 200 180 158 135 200 193 184 172 200 178 162 200 179 200 175 200 195 184 171 157 140 123 110 200 180 157 200 195 185 172 200 180 162 200 182 161 200 200 189 169 200 171 200 170 200 200 200 200
193 183 171 160 142 128 108 180 158 135 114 193 184 172 158 178 162 143 179 156 175 154 195 184 171 157 140 123 110 94 180 157 135 195 185 172 153 180 162 142 182 161 135 178 189 169 142 171 144 170 135 164 162 160 161
7 10 12 11 18 14 20 20 22 23 21 7 9 12 14 22 16 19 21 23 25 21 5 11 13 14 17 17 13 16 20 23 22 5 10 13 19 20 18 20 18 21 26 22 11 20 27 29 27 30 35 36 38 40
39
7 17 29 40
58 72
92 112 134 157 178 7 16 28, 421 64!, 80 99 120 143 168 189 5 16 29 43 60 77
90 106 126 149 171 5 15 28 47 67 85 105 123 144 170 192 11 31 58 87 114 144 179 215 253 293 332
50
Lanjulall .. Han Waktu (menit)
16
I 17 I, I
I
iI
I 18
19 1
I I I
1
1
i
! I
20
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 201 30i
45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
Selisih
f(mm) Awal
200 195 186 176 167 200 173 200 170 200 180 200 198 186 175 200 164 200 178 200 178 156 200 195 185 170 150 200 177 200 179 150 200 200 195 185 180 172 164 149 132 114 97 79 200 196 190 177 160 200 183 166 200 183 162
Hari Waktui -
195 186 176
167 145 173 148 170
145 ISO
162
~~~I
175
158 164 140 178 1 150 1 1
178 1 1561 1361
195 1 185 170 150 132 177
153,
1
179]
i
125 178 1 1
195i
185 180 172 164 ,
149 1
132 114 97 1 791 61 196 190 177 160 145 183 166 1 146 183 162 141
5 9 10 9 22 27 25 30 25 20 18 4 10 11 17 36 24 22 28 22 22 20 5 10 15 20 18 23 24 21 29 25 22 5 10 5 81 8 15 17 18 17 18 18 4 6 13 17 15 17 17 20 17 21 21
5 14 24 33 55 82 107 137 162 182 200 4 14 25 42 78 102 124 152 174 196 216 3 15 30 50 68 91 115 136 165 190 212 5 15 20 28 36 51 68 86 103 121 139 4 10 23 40
55
f(mm)
Sellslh
!
(men It) Awal Akhir
(mm)
Akhir
150
F
2, 200 5 196 10' 190 20: 180 30' 166 45:, 149 60, 1321 90, 200! 120 184: 180 157! 2~O! 147! 2 200
21
22
5
I
10
20 30 45
24
200! 1691
90
200:
120
177! 156!
240 2 5 10 20 30
2001
200 195
192 186 1 1751 1
45
160 ~
60
140'
90
121 :
120 180
200,
240 2 5 10
1571
20
25
1
60
180
23
197, 19Di 178! ;671
30 45 60 90 120 180 240 2 5 10, 20 30
72
45
89 109 126 147 168
60 90 120 180 240
180 1
200
1
1971
190 1 184! 174 164·
1531 141'
130 122 110 200 197 190 186 180 171 160 200 180 164 200
1
196 190 180 166 149 132 119 184 167 147 128 197 190 1 1781 167\ 145' 1691 142~ 177 156 132 178 195 192 186 175 160 1401 121 96 180 157 137 197 190 184 174 164 153 141 130 122 110 102 197 190 186 180 171 160 150 180 164 143 180
F
Hari Waktu
20
3 7 6 10 10 11 12 11 8 12 8 3 7 4 6 9 11 10 20
16 21 20
4 10 20 34 51 68 81 97 114 134 153 3 10 22 33 55 86 113 136 157 181 203 5 8 14 25
26
I
I 271
28
40
60 79 104 124 147 167 3 10 16 26 36 47 59 70 78 90 98 3 10 14 20 29 40
50 70 86 107 127
Selisih
29
I
30
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 2401 2' 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200 197 195 180 168 154 200 180 161 200 175
200 198 192 182 170 156 142 130 115 200 180 200 197 194 189 183 175 165 200 178 158 200 200 197 193 189 185 179 173 164 154 172 163 200 197 194 190 185 178 168 152 132 118 105
197 195 180 168 154 139 180 161 140 175 150 198 192 182 170 156 142 130 115 100 180 158 197 194 189 183 175 165 145 178 156 136 182 197 193 189 185 179 173 164 154 144 163 154 197 194 190 185 178 168 152 132 118 105 93
F (mm)
(menit) Awal Akhir
(mm)
4 6 10 14 17 17 13 16 17 20 19 3 7 12 111 22 31 27 23 21 24 22 5 3 6 11 15 20 19 25 20 23
f(mm)
3 2 15 12 14 15 20 19 21 25 25 2 6 10 12 14 14 12 15 15 20 22 3' 3 5 6 8,
10: 20' 22 22 20 '18 3 4 4 4
~I
31 51 201
I
32 1 46i
611 81 1 100 121 146 171 2 8 18 30 44
58 70 85 100 1 120! 1421 3 6 11 17 25 35 55 77 99 119 137 3 7 11 15 21 27 36 46 56 65 74 3 6 10 15 22 32
10 10,1 9' 91 3 3 4 5 7 10 16 48 68 20 14 82 13 95 12 107
1
51
Lampiran 3. Hasil Pengukuran lnfiltrasi pada Lahan Terbuka Hari
Waktu
, 1
II
II 1 i
2
:
! ,
i i I
i
,I
4
! , ,
,, ,
, ,
,
I
5
i
I I
,
I
1
I F
Hari Waktu
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200 200 170 200 164 200 200 200 200 200 200 200 200 175 200 170 200 172 200 200 200 200 200 188 165 200 170 200
30 1 451 60: 170 90: 200 1201 200 180 200 240 1 200 2 200 5 200 10 180 20 200 30 1 200 45 200 60 161 90 200 120 200 180 200 240 200 2 200 5 188 101 169 201 200 30 173 45 200 60 170 90 200 120 200 180 200 240 200
188 170
135 164 124 158 152 153 149 150 148 188 175 140 170
142 172 137
163 165 164 166 188 1 165' 1401
1701 142'
170 137 1 163 165 168 168 188 180 152 169 164 161 122 158 160 158 160 188 169 145 173 142 170 135 169 165 166 166
12; 30'
12 42 77 35: 36' 113 40i 153 42[ 195 48i 243 47 , 290 51 341 50i 391 521 443 12i 12 251 37 35[ 72 30: 102 28! 130 28 158 35 193 1 230 '7 - I 35] 265 36 301 34 335 12 12 35 23 60 25 30 90 28 118 30 148 33 181 ~218 35 253 32 285 32 317 12; 12 20, 32 28 60 91 31 36 127 39 166 39 205 42 247 40 287 42 329 40 369 12 12 19 31 24 55 27 82 31 113 30 143 35 178 31 209 35 244 34 278 34 312
f(mm)
(menit) Aw
Ilmm)
I
10! 20i
I
Selisih
(meni!) Awal Akhir
21 51
,
f(mm)
6
i Akhir
al 1 2 200' 5 190, 10 169., 20 200: 30 173 45 200! 60 170 1 90 200' 120 200 180 200 240 200' 2 200: 5 190' 10 170 20 200 1
7
169 3°1 45 2001
60 90 120 180 240
1
8
-,
170;
200: 200 200 200' 1
2 200
5 10 20 30 45 60 90
189 1721 2001
171 200 160 200
120 155
9
180 240 2 5 10 20 30 45 60
2001 2001 2001 1901 178! 200:
172, 200
1
160,
90 200!
12011561 180 200! 240i 200:
10
Selisih
2: 200' 5! 192' 101178!
201 200' 301173: 45j 200 501162,
901200; 120 1 156!
18012001 240 2001
190 169 145 173 142 170 137 165 165 166 165 190 170 145 169 142 170
137 163 165 168 167 189 172 150 171 133 160 125 155 112 157 160 190 178 155 172 133 160 125 156 112 157 159 192 178 156 173 133 162 125 156 115 155 155
F
Hari Waktu
(mm)
10 21 24 27 31 30 33 35 35 34 35 10 20 25 31 27 30 33 37 35 32 33 11 17 22 29 38 40
35 45 43 43 40
10 12 23 28 39 40
35 44 44
43 41 8 14 22
27 40 38
37 44
41 45 45
10 31 55 82 113 143 176 211 246 280 315 10 30 55 86 113 143 176 213 248 280 313 11 28 50 79 117 157 192 237 280 323 363 10 22 45 73 112 152 187 231 275 318 359 8 22 44 71 111 149 186 230 271 316 361
f(mm)
Selisih
11
12
13
14
15
I
I
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200 193 180 165 155 140 200 182 200 185 157 200 192 182 169 155 140 123 110 200 185 155 200 193 183 171 160 142 128 200 180 163 139 200 194 200 185 171 200 177 200 165 200 200 200 195 200 183 171 200 177 200 165 200 200
193 180 165 155 140 123 182 160 185 157 130 192 182 169 155 140 123 110 94 185 155 135 193 183 171 160 142 128 100 180 163 139 115 194 183 185 171 155 177 145 165 125 163 164 195 183 183 171 155 177 145 165 125 146 153
F (mm)
(menit) Awal Akhir
7 13 15 10 15 17 18 22 15 28 27 8 10 13 141 15 17 13 16 15 30 20 7 10 12 11 18 14 28 20 17 24 24 6 11 15 14 16 23 32 35 40
37 36 5 12 17 12 16 23 32 35 40
54 47
8 21 36 46 61 78 96 118 133 161 188 8 18 31 45 601
77!
90 106 121 151 1711 7 17 29 40 58 72 100 120 137 161 185 6 17 32 48
62 85 117 152 192 229 265 5 17 34 46 62 85 . 117 152 192 246 293
52
LalljU\;lll CC-'
Han Waktu
f(mm)
i
(menl!)
16
I
,j 17
18: I
1, ,
!
19
,
20,
I
i
Awal
200 2 5 196 10 186 170 20 200 30 45 174 200 60 173 90 200 120 180 172 240 200 200 2 196 5 10 187 172 20 30 152 45 200 171 60 200 90 120 173 180 200 240 168 200 2 5 194 192 10 20 1 186 3D! 175 160 45 60 140 90 121 120 200 180 180 240 165 200 2 195 5 187 10 180 20 30 172 45,1 162 149 60 132 90 114 120 180 97 240 79 2 200 5 195 10 189 182 20 30 172 164 45 60 149 90 132 114 120 97 180 79 240
1961 166,
170 145i 174,
145 1
173
142 172 138' 1681 196 1 1871 1721
152i 129: 171
!
143! 173:
145', 1681 1351
194:
192' 186 175:
160: 140 1
121
!
961 180: 159:
144! 195 1 187i
180! 1721 1621 149j
132!
1141 97 79 61 1951
1
1891,
182 1 1721 164 149 132 114 97 79 61
4 10 16 25 26 29 27 31 28 34 32 4 9 15 20 23 29, 28 1
271 28 32 33 61
41 21 141 30, 55 , 81 110
i I
137
168 196 1 230 262 4 22 13 28 48 1 71 '
6
~I 11
8 14 25
15 20 19 25 20 21 21 5 8 7 8 10 13 '7 18 17 18 18 5 6 7 10 8 15 17 18 17 18 18
40
60 79 104 124 145 166 5 13 20 28 38 51 68 86 103 121 139 5 11,
18 28 36 51 68 86 103 121 139
200'
5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20
196
190 182 , 172 1
163! 147:
~ ~~!
95 75 200 196
190 183
301
177,
4c;! 01
164
60! 1471 90' 130! 1201 1 ;4!, 95i 180 240 1 75 j
23
21
24
51 10 201 30' 45 60 90 120 160 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
25
F
Hari I Waktu
21 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
200, 197
190 154
17O! 158 i 143!
200: 167: 200 1 2001 200 197 194 187 178 1
167! 155!
1421 128 114 99!
200' 197!
200 185 173 200 191 200 157 200 200
196 190 182 172 163 147 130 114 95 76 58 196 190 183 177 164 147 130 114 95 76 58 197 190 184 170 158 143 127 167 122 154 160 197 194 187 178 167 155 142 128 114 99 85 197 193 185 173 155 191 172 157 110 121 143
I (meni!)
(mm)
Awal! Akhir
2
,
100 128 155 183 215 248
Selisi h
(menl!)
(mm)
Akhir
f(mm)
F rHar; Waktu
Selislh
I
4 6 8 10 9 16 17 16 19 19 17 4 6 7 6 13 17 17 16 19 19 17 3 7 6 14 12 15 16 33 45 46 40
3 3 7 9 11 12 13 14 14 15 14 3 4 15 12 18 9 19 43 47 79 57
4 10 18 28 37 53 70 86 105 124 141 4 10 17 23 36 53 70 86 105 124 141 3 10 16 30 42 57 73 106 151 197 237 3 6 13 22 33 45 58
26i I ;
, , !
I I
I 27
28
29
72
86 101 115 3 7 22 34 52 61 80 123 170 249 306
2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240 2 5 10 20 30 45 60 90 120 180 240
30
jl 20 30 45 60 90 120 180 240
(mm)
Awal Akhir
200 197 194 189
183 175 165 155 145 134 124 200 198 192 187 177 164 148 130 112 94 72
200 198 194 187 178 167 155 144 132 120 105 200 198 194 187 177 165 158 200 180 168 154 200 198 193 190 185 178 168 152 200 189 178
F
Selisih
f(mm)
197 194 189 183 175 165 155 145 134 124 114 198 192 187 177 164 148 130 112 94 72
53 198 194 187 178 167 155 144 132 120 105 90 198 194 187 182 165 158 145 180 168 154 142 198 193 190 184 178 168 152 137 189 178 168
3 3 5
6 ' 8 10 10 10 11 10 10 2 6 5
10 13 16!
18 18 1 18 22 19;1
2f 4i 71 9 11 12 111 12, 12i
15 1 '15 2 4 7 5 12 7, 13 20 12 141 12
~I
3 6 7 10 16 15 11 11 10
3 6 11 17 25 35 45 55 66 76 86 2 8 13 23 36 52 70 88 106 128 147 2 6 13 22 33 45 56 68 80 95 110 2 6 13 18 30 37 50 70 82 96 108 2 7 10 , 16:
23' 33 49 64 75 86 96
Lalllpiran 4. COlltoh Gralik Hubungall Log t dan Log F pad a Persa1l1aan Infdtrasi Kostiakov
25 , - - - - - - - - - - - - - , = O.6443x + 0.7792
2
R2
=
0,9943
~
Ol 1.5
o -'
o
05
1.5
2.5
2
Log t
a. lahan bervegetasi
3 Y = Q.7078x + 1 072
25 ~
R2 = 0.9608
2
rn
g
1 5
.,
05 0
15
0.5
log t
b. lahan terbuka
2
2
Lampiran 5 Contoh Grafik Hubungan Antara \Vaktu dan Infil,rasi Kumulatif dengan Menggunakan Persamaan yang Dihasilkan dari Kombinasi Titik t,=S menit dan t,= I SO mcnit
8r-r-------------------------~
o
50
100
150 ""('I
200
250
300
aktu (IllClUl)
(a) Lahan terbuka
3
-
25
:;;
2
0
E 0
~
• ="
15 1
;;
0:
l 0
50
100
150
200
w aktu (Illcnit)
(b) Lahan bervegetasi
250
300
Lampiran 6. Hasil penelitian i'all1uji (1994) HlIblingan antara komtanta K dengan kadar air tanah a\Val
I I
I
Kedalalllan (elll) Llhan bcrYl2gctasi 0-10 10 - 211 rala-rat:l Lahall terbllka 0- 10 liI-20
rata-rata
rl
K = 1(0)
K= 1.17 \ 10' x (Ollir-' ~'C K = 5.6-1 \ Iii \ (O,,,r"-' h 1n K = 7.76.\ IO .'\ (OUI.S-l
0')07 0.911 0.912
K =1.82S x 10:11 x (H!llrLl,-;SI K =:~.-+J .'\ J(l~J X (e:o)-I~ 1:'1 K =2.11 :\ to'::: x (8 ra1a r l -1 (,(If
0.886 0.9'(' 0.911
Hlibungan antara konstanta n dengan kadar air tanah awal Kcda.laman (em) LaklIl
r
n = 1'(0)
bCf\'~getasi
ii-Iii 10 -11l
rata-r;lta Lah.an Icrbuka II-\(I
to - ~() R:lta-r:lIa
0,/)2 0.7H 0.739
n = -il.IlI-l II,,, ~ 0.63-1 n = -1I.UI6-1 (i:" + 0.755+ n = -n.n 15 (1:.,,,, + 0693
n=
+ 0.SS22 ·O.O:U) i I~,. + 1.117156
1l-l56 (),SS2
11::=
-0.0252
Il,.,td ~
0.512
Il = -(l.02~
(\
1.01125
Hubungan antara konstanta C dengan kadar air tanah awal Ked;}J;}lIIan (elll)
r
C = 1'(8)
i
Lahan berycgetasi I
I ,
0-10 10 - 20 rata-r~lta
C= 1.83,10''', (8[(,)~-'C=3.35x 1O]J x (8:(,) -8..')3: C = 7.0 I , lU" , (8~,,,( «,"
0,725 0.735 0.732
C = 1.57, w:" , (8,,,)'--:C =2.78:\ 10-'1 x t8:(,('J"_<'I C =1.7-18.\ W:'!:\ (tlTJ1.lrlS! .. 3:>-
o.ns
Lahan terbllkJ II - !O
10 - 1(1
rata-rata
!
I
0.85-1 0.817
Hubungan antara konstanta D dengan kadar air tanah awal Kcdalaman (em)
, ! ,
D=f( 8)
r
D= -D.US.1 ll](, + -16-19 0= -0.0911 U,,, + ,U7-1 D= -O.08X UI.lI.] -+- -t 958
0.8Y.1 0.887
Lahan bCfyegctasi II-Ill 10 - 2U
rata-rala
o.sn
Lallan tcrbuka
o - III 10 - 20
D= -0.317 Hili + ItH63 0= -0,285 0,,, +10.617
rJta-rata
D= -0.303 l1 r ,lla + 10.639
0.858 0.827 0.833
,
Lilillpirall 7. Hilsil pellclitiall Hartonl1 (19') I) HlIbllngan antara k011stilnta K denga11 kadar air tanah awal
I
I
Kcdalaman (em) L~l han
K = flO)
r
bCf\ q~ctasi 1 K= 1.29 .'\ 10 .'\ (HjfJr~5~X K=3.X3x !(l" x (1:-):IJrj(I'~~ K :::: 2.23 '\ I n-' .'\ (8rdt ,,)"3 .:::-;-
11- III 10 - 20 rata-fata
O.SC>2 0.809
0.869
Lahan terbuka 11- W
I I
10 - 20
rata-rata
K =2.18, to' , (O",r' '" K = l.5~, 10 1".'\ (8.:: ,J )":'9:X K ::::1J.-I-2 .\ [0').'\ (Al'ltd(~-'~
0.957
0.959 0.%9
HlIbllnga11 alltara k011sta11ta 11 de11gan Kadar air tanah awal Kcdalaman (em)
r
n = frO)
Lahan bcn'cgetasi 0-10 III - 20
rata-rata Lallan terbuha (I - 10 10
-O.OOJ UIII + OJ~6 n = -{1.005 ll", + IU29 n = -{l.OO~ 1\.", + 0.393
0.H2
n:::: ..0.009
(-1 111 + 0.::;83 n= -0.00911:" + 0.611
0.733
+ 0.607
0731
Il::::
-::W
Rata-rata
11 = -0 ,O()S!
tl'jt"
1I.~31
0 ... 2
0.711
HlIbungan antara konstanta C dengan kadar air tanah a\val
, I I
I
Kcdalaman (em)
Lahan beryegctasi
I
r
C = flO)
!
II-III
r C=1. It) :\ /(1':\ (OH,r:'1:
IU5~
10-211
C=1.9),\ I (I' ., (8",)"':0>
0.711
C = -t.69 .\ 10" .'\ (Grata)"'! ::f,
11.760
C =.171:\. 10 1':: X (8 11i (59-1 C =3.05.'\ J()l-' X (8:11(~'J5:
0.925 0.91 il O.92S
rata-rata
i I
Lallan lerbuka II - III
lil- 211
rata-rata
C =2.11, 10 15
:\ (0[.1\<)(!11111
HlIbungan antara konstanta 0 dengan kadar air tanah awal i
Kcdalaman (em)
D=f( 8)
r
D= -ll.lltl8 lIi" + 0.681 D= -1l.1I131I,,,+1I.8S6 D= -11.11 ill (I",,., + 11.787
II. i97 O.i 16 1l.787
Lahan bcrycgetasi II - 111 III - 20
rata-rata Lahan tcrbuka II-III 10-211
D= -1I.il~8 iI:" + ).015 D= -1I1I5~ ii,,, + 3.387
rata-rata
D=
-().O~! (le.l!a
+ 3.2-1-9
117~6
O.S()5 1l.i91
I
Lal11piran g Hasil penelitian Bintari
(1996)
Hubungan antara kOl1stClnta K dengan kadar dir tanah awnl
,
i I
Kcdalaman (em) Llhan ben cgctasi II-Ill 10 - 20
ratn-rata
~
K
I
R'
1'(0)
K = -O.OJ5(J 0 111 + 2..12G-l K ~ -0.0311~ lI,,, + 1.8859 K :::: -0.0339 1:\lIa + 2.1023
Lahan terbuka 1I- 10 10 - 20
r
I
O_5~O5
-(1.768~
1I.SS76 0.591C,
-0.7692
-0.7~(,7
, ,
!
K :::: -0.0563 0 1'1 + 2.1211 K ~ -(I.(J419 (1,,, + 0.8556 K ~ -OO~9211,."" + 1.1019
rata-rat,}
O.S(}81 O.835()
-0.9317
0.8693
-0
-0.91~1 932~
Hllbllngan antara konstanta n dengan kadar air tanah awal Kedalaman (em) Lahan bClycgctasi
n
~
flO)
- U.1:165 - 0.0535
R'
r -1I.1137~
-1I.0529 -0 Jllllil
11
= _O.(){){)l
Ilr~,.l -
O.OS87
OliO I~ {1.n02X ll.llllO I
11 II
= -tU10()2
flll'
+
O.I~02
O.OO()O~
-o.OOu.3
10 - 20
() ()()~S
Rata-rata
II
-OJJ6LJ] -O.IU 16
Il-lil
n::::
[(}-~()
1l :::: -O,O{)()X 1-1_,,,
rata-rata
-(l.nO()71):"
Lahan Icrbuka
() - to
-1l.I)OI(, H,,, + 0.069:1 = -(l.OO 11 llL<'.'! + O.103~ ~
IH10 I~
Hllbllngan antara konstanta C dengan kadar air tanah awal C
Kedalaman (em) Lahan bcr\'eget~lsi I) - to III - 21l
Lahan terbuka o - III 111-20
R:lta-fata
~
R'
1'(0)
C ~ -1l1l11l7 \1,,, + 0.7115 C ~ -1I1l1l95 ,1,,, + O.629U C ~ -O.OIIl~ II,."" + 0.6861
0.3897 11.3977
C ~ -n.02~ I ,1,,, + 0.912:; C ~ -0.111 XII Ii,,, + 0.8679 C = -(l,U]ll (I~,,!.l-r 0.9055
(H)6R~3
rata-rata
O.~()69
0.66211 11.6872
r -O.62~3
-1I.63UG -0.6379 -0. ~272 -0.8136 -11X290
HuiJllngan antara konstanta D dengan kadar air tanah awal Kedal"man (em)
Lahan berycgetasi o ~ 10 [0 ~ 20
, ,
R'
D=f( 8) D~ D~
rata-rata
D~
Lahan terbuka 11-10 III - 20
D~ D~
rata-rata
D~
-0.0287 0", + 1.7112 -0.0107 (l,,, + 1.2;63 -O.03~ I (1"" + 1.1763 -0.112810,,, + 1.0891 -0.0128 0,,, + 1.l163 -O.O~52 0,,,, + Lll25
0.33~2
..
O.22H 1926
o
-0.5781 -(1<737 -(1<398
(U892 O.H57
-0.6239 -06676
O.~199
-O.6~80
I
i !
, ,
