sa air yang masuk (gr), Mo jumlah massa air yang keluar sarkan pada persamaan keseimbangan massa air :

I 11. METODA

1. T e o r i 1.1.

Pendekatan Masalah Masalah utama yang ditemui dalam setiap usah.a menerang-

kan hubungan air-tanah-tanaman

adalah dinamisnya peubah-peu-

bah yang berperan di dalamnya atau faktor-faktor luar

yang

mempengaruhinya.

air

Demikian pula dengan proses gerakan

pada guludan yang bertanaman..karena ha1 ini menyangkut tiga faktor'utama yang berpengaruh di dalamnya, yaitu (1) faktor tanah, yang meliputi hubungan antara konduktivitas hidrolik, diffusivitas dan hisapan matriks tanah dengan kandungan air tanah, ( 2 )

faktor tanaman,' yang meliputi kerapatan akar, ke-

dalaman perakaran, serapan akar terhadap air (laju ekstraksi air) dan luas daun,

(3) faktor iklim, yang mempengaruhi be-

sarnya laju evaporasi, laju transpirasi dan laju akar mengekstraksi air tanah (Hillel, 1971).

Ketiga faktor tersebut

merupakan satu sistem yang dinamis dan oleh Philip (1966, dalam Hillel, 1971) disebut SPAC (Soil-Plant-Atmosphere-Continuurn).

Dalam sistem tersebut,analisis

terjadinya aliran

air didasarkan pada konsep "potensial air" yang berlaku secard berkesinambungan mulai dari dalam tanah ke tanaman sampai ke atmosfer.

Berdasarkan konsep potensial air ini, ali-

ran terjadi oleh karena adanya perbedaan potensial,

yaitu

dari tempat yang berpotensial tinggi ke tempat yang berpotensial lebih rendah.

Berpedoman pada konsep ini, salah sa-

tu usaha yang komprehensip dalam menerangkan proses gerakan

a i r d a l a m g u l u d a n tanaman yang m e n d a p a t a i r m e l a l u i s i s t e m a l u r a d a l a h dengan m e m b e n t u k m o d e l m a t e m a t i k .

Model mate-

m a t i k yang d i k e n t u k dan dipergunakan d i s i n i d i s e b u t m o d e l

gerakan a i r pada guludan b e r t a n a m a n 1.2.

(MODEL GALUTAN).

P e r u m u s a n M o d e l G e r a k a n A i r d a l a m G u l u d a n Tanaman P e r u m u s a n m o d e l gerakan a i r d a l a m suatu, s i s t e m

dida-

sarkan pada p e r s a m a a n k e s e i m b a n g a n massa a i r : Laju perubahan massa air dalam

si s t e m

=

Laju m a s s a a i r yang m a suk

-

Laju m a s s a

a i r yang

(3-1)

keluar

Secara sederhana s i s t e m t e r s e b u t dapat d i t e r a n g k a n berda-

sarkan k e s e i m b a n g a n m a s s a a i r d a l a m s u a t u m o d e l t a n g k i :

G a m b a r 3-1.

Keseimbangan massa air d a l a m m o d e l tangki -

U n t u k . s u a t u periode t e r t e n t u t , M i m e n u n jukkan j w n l a h m a s -

sa a i r yang m a s u k

(gr), Mo

jumlah

m a s s a a i r yang k e l u a r

( g r ) , AM perubahan massa a i r dalam s i s t e m ( g r ) dan h z i n g g i a i r yang merupakan f u n g s i t . persamaan

(3-1)

Dengan dernikian b e r d a s a r k a n

l a j u perubahan massa a i r yang t e r j a d i ada-

lah :

Untuk s u a t u l u a s a k A

2 (cm ) t e r t e n t u s e r t a menyatakan bahwa

a i r b e r s i f a t t i d a k termanpatkan, maka k e r a p a t a n a i r (gr/cm 3 ) d a n A a d a l a h k o n s t a n ,

s e h i n g g a persamaan

P

(3-2)

da-

p a t d i t u l i s k a n menjadi :

Persamaan keseimbangan a i r d a p a t d i n y a t a k a n dalam d i m e n s i s a t u a n panjang/waktu,

y a i t u dengan membagi persamaan

(3-3)

dengan PA, s e h i n g g a d i p e r o l e h :

at a u

A S E I - 0

r

(3-5)

d i mana I menunjukkan l a j u a i r yang masuk ke dalam sistem (cm/menit), AS lafi

menit)

0 l a j u a i r yang k e l u a r d a r i s i s t e m (cm/menit),

perubahan a i r d i dalam sistem selama waktu t (cm/

.

D i

lapang,

s i s t e m t e r s e b u t a d a l a h guludan t a n a h dengan

l a j u a i r yang masuk I d a p a t berupa a i r h u j a n a t a u i r i g a s i , sedangkan l a j u a i r yang k e l u a r 0 d a p a t b e r u p a a i r yang m e nguap m e l ' a l u i permukaan a i r (E,),

a i r yang menguap m e l a l u i

permukaan tanah (E 1 , air yang mengalir ke samping atau ke P bawah (perembesan dan perkolasi) keluar dari daerah perakaran (PI, dan air yang mengalir keluar melalui permukaan tanah berupa air limpasan (Ro). Dengan demikian untuk guludan tanpa tanaman yang mempunyai permukaan datar dan mendapat air melalui alur berbentuk V, keseimbangan airnya secara skematis disajikan pada Gambar (3-2) dan persamaan keseimbangan airnya tertera pada persamaan (3-6).

-

-

udara

Gambar 3-2. Keseimbangan air pada guludan tanpa tanaman yang mempunyai permukaan datar dan alur berbentuk V

Apabila pada guludan tanah tersebut terdapat tanaman, maka laju air yang keluar bertambah dengan air serap

yang

di-

oleh akar tanaman untuk transpirasi (Tr). Dengan de-

mikian untuk guludan bertanaman yang mempunyai permukaan datar dan mendapat air melalui alur berbentuk V, kornponen keseimbangan airnya secara skematis dapat dilihat pada Gambar ( 3 - 3 1 ,

dengan persamaan keseimbangan airnya seperti

tertera pada persamaan

.

(3-7)

udara

1

AS -93

93

H

.-44 9 ' p

Dasar guludan

X

Gambar 3-3.

Keseimbangan air pada guludan tanaman yang mempunyai permukaan datar dan alur berbentwk V

Apabila dilakukan usaha mencegah evaporasi melalui permukaan tanah dengan menutup permukaan tanah tersebut dengan bahan yang tidak tembus air, seperti plastik, maka E dapat P dianggap sama dengan no1 (E = 0 ) . dan persamaan (3-7) menP jadi persamaan (3-8) dengan komponen keseimbangan airnya secara skematis seperti tertera pada Garnbar (3-4).

-

udara

Gambar 3-4.

Keseimbangan air pada guludan tanaman yang mempunyal permukaan datar dan alur berbentuk V dengan bertutup plastik

Persamaan-persamaan

(3-61,

(3-7) d a n

(3-8)

digunakan

s e b a g a i pedoman u n t u k m e n g a n a l i s i s g e r a k a n a i r t a n a h d a l a m g u l u d a n tanaman.

L a j u a l i r a n a i r yang masuk m e l a l u i s i s i

alur I (cm/menit) merupakan b a g i a n I y a n g secara l a n g s u n g P mempengaruhi p e r u b a h a n kandungan a i r t a n a h . Apabila pemb e r i a n a i r m e l a l u i a l u r d i l a k u k a n pada k e t i n g g i a n yang tet a p , maka s i s i t a r s e b u t merupakan d a e r a h j e n u h a i r . l a n g a n a i r k a r e n a Tr

a k a n mernpengaruhi p e r u b a h a n kandungan

a i r tanah melalui besarnya sedangkan E

P

Kehi-

air

yang

diserap

tanaman,

rnerupakan p r o s e s k e h i l a n g a n a i r y a n g t e r j a d i

p a d a b i d a n g batas a n t a r a permukaan t a n a h d e n g a n l i n g k u n g a n nya

(atmosfer).

Kondisi-kondisi

s e p e r t i t e r s e b u t d i atas,

d i d a l a m a n a l i s i s g s r a k a i r t a n a h d i p e r g u n a k a n s e b a Q a i kond i s i batas.

1.3.

Persamaan A l i r a n A i r S e p e r t i t e l a h d i s e b u t k a n p a d a Bab 11, dalarn memformu-

l a s i k a n model g e r a k a i r t a n a h d i p e r g u n a k a n d u a rumus d a s a r , y a i t u rumus D a r c y y a n g d i m o d i f i k a s i R i c h a r d Nielsen et a l ,

(1931,

dalaq

1972) a g a r b e r l a k u untuk k o n d i s i t i d a k jenuh

d a n t i d a k mantap,

serta rumus k o n t i n y u i t a s .

Rumus

Darcy

y a n g g e l a h d i r n o d i f i k a s i menunjukkan b e s a r n y a k e c e p a t a n a l i r a n a i r d a l a m t a n a h d a n secara l e b i h t e r i n c i d a p a t d i n y a t a kan s e b a g a i b e r i k u t

:

q menunjukkan l a j u a l i r a n a i r

t a s h i d r o l i k (cm/menit),

( c m3 / c m 2 - m e n i t ) ,

$ hisapan matriks tanah

t e n s i a l t o t a l yang d i n y a t a k a n d a l a m "head" x,

y,

K konduktivi-

dan z a d a l a h a r a h koordinat.

(cm),

(cm),

@ po-

sedangkan

Rumus kedua a d a l a h rumus

k o n s e r v a s i massa yang menyhtakan bahwa massa d a l a m s a t u sis-

tern t i d a k d a p a t d i c i p t a k a n a t a u d i h i l a n g k a n Power,

(Kirkham

dan

1971) d a n d i n y a t a k a n d e n g a n persamaan k o n t i n y u i t a s : a(p.0) - at-

(

a(pqX) ax

P menyatakan k e r a p a t a n

d a l a m persamaan

(3-9)

a(pqY) BY

a i r (gr/cm

3

).

+

a
Apabila q ,

qy dan q Z

d i p e r g u n a k a n d i d a l a m persamaan

a k a n d i p e r o l e h persamaan

Persamaan (3-11)

+

(3-11)

(3-10)

:

merupakan persamaan d a s a r yang d i p e r g u n a k a n

d i dalam a n a l i s i s g e r a k a i r

t a n a h pada p e n e l i t i a n i n i .

D i d a l a m a n a l i s i s g e r a k a i r ini d i p e r g u n a k a n asumsi-asumsi

sebagai b e r i k u t

:

1. Tanah homogen d a n i s o t r o p i k , 2.

Pengaruh h i s t e r e s i s d i a b a i k a n ,

karena a n a l i s i s dilakukan

dalam p r o s e s pembasahan s a j a .

P r o s e s p e n g e r i n g a n yang

a d a d i a n g g a p s a n g a t k e c i l d i b a n d i n g k a n dengan p r o s e s pemb a s ahan t e r s e b u t , 3.

Gerakan a i r hanya dalam dua d i m e n s i , k e a r a h sumbu x d a n sumbu z, s e d a n g k a n g e r a k a n a i r k e a r a h sumbu y t i d a k a d a

karena a l u r s e ja j a r sumbu y 4.

Untuk guludan bertanaman,

,

penyebaran a k a r d i dalam t a n a h

a d a l a h m e r a t a s e s u a i dengan kedalaman p e r a k a r a n n y a . Untuk keadaan i s o t r o p i k dan a i r t i d a k termampatkan, maka P d i a n g g a p k o n s t a n dan Kx=K =KZ=K($I, a t a u K hanya merupakan

Y

fungsi d a r i hisapan matriks tanah (3-11)

menjadi

($),

s e h i n g g a persamaan

:

S e l a i n K merupakan f u n g s i d a r i h i s a p a n m a t r i k s t a n a h

(Kt*))

n i l a i K d a p a t juga d i n y a t a k a n s e b a g a i f u n g s i d a r i kandungan a i r tanah

(K ( 0 ) ) .

oleh histeresis.

Hubungan

*

dan 9 t e r h a d a p K d i p e n g a r u h i

Pengaruh h i s t e r e s i s t e r h a d a p hubungan

dengan K l e b i h b e s a r b i l a d i b a n d i n g k a n t e r h a d a p hubungan 8 dengan K 0

(Hillel,

1971).

D i samping i t u ,

s e l a n g perubahan

l e b i h k e c i l dibandingLan dengan s e l a n g perubahan

hingga dalam p e r h i t u n g a n kandungan a i r t a n a h , nilai K(B)

+.

se-

penggunaan

akan l e b i h s e d e r h a n a , dan dalam k o n d i s i i n i d i -

a n a l i s i s s a t u peubah,

y a i t u kandungan a i r t a n a h

(0).

Dengan demikian a p a b i l a K d i n y a t a k a n s e b a g a i f u n g s i

e

maka

(3-13)

.

persamaan

(3-12)

d a p a t d i t u l i s menjadi persamaan

Persamaan

(3-13)

merupakan persamaan a l i r a n untuk keadaan

I

t i d a k jenuh dan t i d a k rnantap pada s u a t u media berpori.

Berdasarkan asumsi pada butir 3, maka persamaan yang digunakan adalah persamaan aliran air dalam dua dimensi,sehingy ga persamaan

(3-13) menjadi

:

Dengan adanya tanaman, pada persamaan (3-14) dimasukkan persamaan penyerapan air oleh akar tanaman, Sw (cm3/cm3-menit)

.

Pendekatan gerakan air oleh penyerapan akar ini dilakukan secard makroskopik, sehingga persamaan

(3-14) menjadi

:

Pada penelitian ini dianggap potensial yang berperan adalah potensial gravitasi dan potensial matriks tanah (dalam keadaan tidak jenuh

),

sehingga potensial totalnya adalah

:

(3-16)

+ = $ I - Z

d i mana $I potensial total (cm),

$ potensial matriks tanah

(cm) dan Z potensial gravitasi (cm). Potensial dinyatakan dalam "head", yaitu energi per satuan berat, sehingga mempunyai satuan panjang.

Persamaan (3-16) menunjukkan bahwa arah z ke

bawah-adalah positip. dalam persamaan

Apabila persamaan (3-16) dimasukkan ke

(3-15) akan diperoleh persamaan (3-17).

Gefakan air untuk arah horizontal ticfak mengandung komponen gravitasi, atau aZ/ax = 0. Dengan demikian persamaan men jadi

:

(3-17)

Komponen K(8)-a*

a JI ax dan K(e)= dalam persamaan (3-18) dapat ditu-

lis dalam aturan rantai (chain rule) : K ( e ) =a*

a$ a e dan K(e)=a@ = K(e)-a= a+ ae

= x(e)=

Diffusivitas air tanah didefinisikan sebagai berikut

Apabila persamaan akan diperoleh

(3-19) :

(3-20) dimasukkan ke dalam persamaan

(3-19)

:

dan apabila persamaan

(3-21) dimasukkan ke dalam persamaan

(3-18) akan diperoleh :

Menurut Nimah dan Hanks

(1973a). Sw didefinisikan. sebagai :

di mana hr adalah potensial air efektip dalam akar tanaman pada p e n u k a a n tanah dimana z dianggap nol. Potensial ini diukur pada dasar batang di mana akar-akar menyatu dan tanaman muncul dari permukaan tanah dengan potensial air tunggal yang disebut "crown potensial"

(cm)(Hillel

et al, 1975).

Besaran R adalah

tahanan akar yang nilainya l+rc, sedangkan rd merupakan koefisien aliran air di dalam sistern akar.

Nimah dan Hanks

(1973a)

mengasumsikan nilai rc sebesar 0.05, z kedalaman fanah (crn), h

hisapan matriks t a n a h (em), So potensial osmotik

(cm), M

nisbah berat akar aktip dalam setiap kedalaman terhadap berat akar aktip total, K konduktivitas hidrolik perbedaan kedalaman

(cm/menit), Azl

(crn), dan Ax jarak antara permukaan akar

tanaman dengan titik di mana h diukur (cm). Seperti telah disebutkan di atas, pendekatan analisis gerak air tanah ke akar adalah secara makroskopik.

Oleh ka-

rena sukar mengetahui penyebaran akar di dalam.tanah, maka sesuai dengan asumsi pada butir 4, penyebaran akar secara horizontal dianggap merata dan perhitungan dilakukan untuk

hi-

lai Ax sebesar 1 cm. Potensial yang berperan adalah potensial gravitasi dan hisapan matris tanah, sehingga potensial osmotik (So) dapat diabaikan dan persamaan

1.3.1.

(3-23) menjadi :

Kondisi Awal dan Kondisi Batas Penyelesaian persamaan (3-22) dilakukan secara numerik.

Untuk itu diperlukan kondisi awal dan kondisi batas secara geometris (Gambar 3-3)

.

a. Kondisi Awal Pada kondisi a w a l

adalah :

(t=O), kandungan air d a l a m guludan

b. b.1.

Kondisi B a t a s S e p a n j a n g permukaan t a n a h A g ,

si potensial keluar

(ql

a p a b i l a evapora-

l e b i h b e s a r d a r i l a j u a l i r a n a i r yang

(E )

P

a t a u q2), maka a i r y a n g k e l u a r m e l a l u i permu-

kaan t a n a h a d a l a h q l t

b.2.

BC dan C D ,

>

O

atau q

-

2 z = o 1 x a 0

,

*p

S e p a n j a n g permukaan t a n a h A B , BC

' 91

dan CD,

a p a b i l a evapora-

(E ) s a m a a t a u l e b i h k e c i l d a r i l a j u a l i r a n P a i r y a n g k e permukaan t a n a h ( q l a t a u q 2 ) , maka a i r y a n g

si potensial

.

k e l u a r s a m a dengan E P . t

AB

>

O

z = o x > o3

,

: E

P

=

ae

[D(B)=

x z =a OO

t 7 0 ,

b.3.

-

q?_

Ep

-

K(B)1

~ Ep

92

Pada permukaan AE d a n Dl? a k a n t e r j a d i l a j u a l i r a n a i r k e dalam guludan dengan a r a h dua d i m e n s i , dan k e a r a h v e r t i k a l .

ke a r a h h o r i z o n t a l

Pada k o n d i s i p e r b a t a s a n i n i ,

karena

merupakan d a e r a h penggenangan a i r , maka .:

t >

o ,

e

=

e,

,

AE &

DF

: I

P

=

~

( a e e + )~

~( a ee + )K ( e~) (3-30)

Tanda p o s i t i p pada p e r s a m a a n

(3-30)

adalah sebagai petunjuk

bahwa a i r a k a n masuk k e d a l a m s i s t e m b.4.

(guludan).

S e p a n j a n g p e r b a t a s a n EG d a n F H t e r j a d i l a j u a l i r a n seb e s a r q3 k e d a l a m g u l u d a n d e n g a n a r a h d u a d i m e n s i k e arah horizontal dan ke arah v e r t i k a l

b.5.

A p a b i l a pada d a s a r g u l u d a n

:

( z = z b ) kandungan a i r t a n a h -

n y a l e b i h b e s a r d a r i kandungan a i r p a d a w a k t u t sebe

-

lumnya, maka a k a n t e r j a d i l a j u a l i r a n a i r k e bawah m e l a l u i zone p e r a k a r a n

1.3.2.

(q4) :

P e n y e l e s a i a n Persamaan D i s t r i b u s i Kandungan A i r Tanah

1.3.2.1.

Untuk mendapatkan d i s t r i b u s i kandungan a i r t a n a h d i p e r gunakan persamaan

(3-221,

dalam b e n t u k l a i n

,

-

Persamaan

(3-33)

"beda t e r b a t a s

dan persamaan i n i d a p a t d i n y a t a k a n

yaitu :

d i s e l e s a i k a n secara n u m e r i k d e n g a n metoda

( f i n i t e d i f f e r e n c e ) " , y a i t u b e r d a s a r k a n pem-

b e n t u k a n k i s i penampang g u l u d a n d e n g a n j a r a k l a n g waktu A t

(Gambar 3-5).

Ax,

h z d a n se-

Gambar 3-5.

Skematis pembentukan kisi pada guludan dengan 83 titik perhitungan

Kandungan air tanah pada titik-titik kisi ditandai dengan i

j

:

Z = jAz

X = iAx i = 1

2

3 I

j = 1.2,3

t = uAt

,.... J

t = 0,1,2..

Dengan demikian nilai €I (X,2, t) = 8 (iAx,jAz,uAt) Penyelesaian persamaan

a D- ae - -,:D a z az

(3-34)

.

.

(3-33) menjadi :

-

t+l t+l j+1 ~ t , ~ -ei,l+l l 'i, j-1 ~ A Z 2AZ

-

t d i mana h p i 8 j = h:i,j

+

R.z

;

Azl = ( = i sj+l-=i, j-

/2

pada Sw nilai Ax = 1 cm Untuk penyederhanaan dibuat Ax = Az, (3-33) menjadi et+l Ai,j i-1.j

sehingga persamaan

:

+ B ~ t+l+~i i .j

t+l

.'t+l i,j+l

1,j

-

Fi.j

(3-35)

N 2

atau dimana

-

= F

:

"i,

j

Bi, j Ci,

-

Di,,

t

t = A t / 4 (Di-l,j

=

-

4~tD;

,j

t = A t / 4 (Di+l

+ 4Di,,

-

t

Ei, j = A t / 4 (D:, AtAz ,j-1

D:+~,

-

D:-~,

(Az12

,j +

= A t / 4 (Di, j-l

-

4 ~ :

+ 4Di

. .

j

j

+

4Di

-

Ki, j+l

-Dt

)

j)

i, j + l

-

)

(Az)2 ei,, t

+

Perhitungan perubahan kandungan a i r berdasarkan pada kanduD e n g a n d e m i k i a n u n t u k m e n g h i t u n g piT-

ngan a i r s e b e l u m n y a .

rubahan kandungan a i r pada w a k t u t+l digunakan n i l a i - n i l a i

k o n d u k t i v i t a s h i d r o l i k , d i f f u s i v i t a s dan h i s a p a n m a t r i k s t a n a h yang d i h i t u n g berdasarkan kandungan a i r pada w a k t u t. D e n g a n m e n g g u n a k a n k p n d i s i a w a l dan k o n d i s i b a t a s s a n ) -serta b a n t u a n k o m p u t e r ,

(perbata-

p e r s a m a a n s i m u l t a n d i a t a s da-

pat diselesaikan. U n t u k m e n d a p a t k a n k e s t a b i l a n d a l a m p e r h i t u n g a n dengan m e t o d a beda t e r b a t a s ,

p e r l u adanya s u a t u k o n d i s i p e m b a t a s .

R e m s o n e t a1 ( 1 9 7 1 ) m e n g e m u k a k a n b a h w a k e s t a b i l a n tersebut dapat dicapai apabila : D ( O ) A ~ / ( A Zc ) ~0 . 5 D ( @ ) A ~ / ( A x )<~ 0 . 5

(3-37)

1.3.2.2.

Bentuk S i s i Guludan yang M i r i n g , S e l a n g J a r a k y a n g T i d a k Sama d a n P e n y e l e s a i a n pada B i d a n g B a t a s

Penggunaan persamaan

(3-35)

a d a l a h untuk bentuk gulu-

d a n s e g i empat d a n pembagian s e l a n g j a r a k yang sama.

Pada

p e n e l i t i a n i n i b e n t u k g u l u d a n yang d i g u n a k a n mempunyai s i s i m i r i n g d a n pembagian s e l a n g j a r a k u n t u k kedalaman 0-15 t i d a k sama dengan kedalaman 15-60

cm.

bedanya s e l a n g j a r a k y a n g d i p e r & n a k a n

cm

Kemiringan d a n b e r berdasarkan b e b e r a ~ a '

per timbangan : 1. Pada umurnnya g u l u d a n y a n g d i t e m u i d i l a p a n g mempunyai sisi m i r i n g ,

s e h i n g g a u n t u k mendapatkan h a s i l a n a l i s i s

g e r a k a i r t a n a h y a n g m e n d e k a t i k e a d a a n s e b e n a r n y a , pen e l i t i a n p e r l u d i l a k u k a n s e s u a i dengan b e n t u k g u l u d a n tersebut, 2.

Dalam pengukuran kandungan a i r t a n a h a w a l , v a r i a s i p e r u bahan kandungan a i r t a n a h pada kedalaman 0-15 b e s a r d i b a n d i n g k a n d e n g a n kedalaman 15-60 c m .

cm lebih Hal

d i s e b a b k a n a n t a r a l a i n k a r e n a dengan adanya a l u r ,

ini pengua-

pan pada p i n g g i r g u l u d a n l e b i h b e s a r d i b a n d i n g k a n d e n g a n tengah guluaan,

s e h i n g g a v a r i a s i p e r u b a h a n kandungan a i r

t a n a h pada b a g i a n p i n g g i r d a n t e n g a h g u l u d a n s a m p a i kedalaman 1 5 c m cukup b e s a r .

Oleh k a r e n a i t u u n t u k mendapat-

kan d a t a kandungan a i r a w a l yang l e b i h r i n c i pada k e d a l a man t e r s e b u t , 3.

Dalam

pembagian s e l a n g j a r a k n y a

perlu diperkecil.

p r o s e s pemberian a i r , gerak a i r s e c a r a v e r t i k a l

k e a t a s l e b i h l a m b a t d i b a n d i n g k a n dengan g e r a k a i r s e c a r a v e r t i k a l Ice bawah.

Oleh k a r e n a pemberian a i r dalam a l u r

Penyelesaian perhitungan untuk arah horizontal

Penyelesaian perhitungan untuk arah vertikal

:

:

Apabila persamaan

(3-38) sampai dengan persamaan

sukkan ke dalam persamaan

(3-43) dima-

(3-33) dan dengan membuat Ax= Az,

akan diperoleh :

a.2.

Evaporasi potensial 4 laju aliran air Pada kondisi ini air yang keluar adalah sebesar evaporasi

potensialnya dan dihitung berdasarkan persamaan

(3-29) :

Penyelesaian perhitungan untuk arah horizontal : persamaar. (3-44) dimasukkan ke dalam a D

z, sehingga

diperoleh :

Penyelesaian perhitungan untuk arah vertikal :

Apabila persamaan

(3-45) sampai dengan persarnaan (3-49) dimasuk-

kan k e dalam persamaan peroleh

Fi.j

-

(3-33) dan dengan memhuat Ax=Az, maka di-

:

--

Nilai ml = 0.5,

AtAz - -ml+n

t

2[

t

mi,j-Ep) IDi,,

nl = 1/3 dan n 2 = 1/6/5.

I

(D:+~,

,

t -Di-1, -J. )

Analisa gerak air di-

lakukan berdasarkan dua sumber air, yaitu dari sisi kanan dan kiri quludan. 8.

Oleh karena itu tanda t3i+l

,j

pad@ titik 1 adalah

1-1, j ~ a d atitik 9, demikian pula sebaliknya.

b.

Perhitungan Perubahan Kandungan Air Tanah pada Titik 2 sampai dengan Titik 8 Titik 2 sampai dengan titik 8 terletak pada permukaan

tanah BC, sehingga kondisi batas pada butir b.1

dan b.2

un-

tuk aliran satu dimensi yang dipergunakan untuk mt=nghitung perubahan kandungan air pada titik-titik tersebut. b.1.

Evaporasi Potensial > laju aliran air Laju aliran air yang terjadi pada permukaan tanah EC

dihitung berdasarkan persamaan yang keluar sebesar

(3-26). Pada kondisi ini air

r

Penyelesaian perhitungan untuk arah horizontal :

Penyelesaian perhitungan untuk arah vertikal

:= ae

aD ='Dr

a2e 2

'

-

46 dan

a K/ az

sama seperti persamaan-persamaan

dan (3-49).

b.2.

(3-48) ,

Apabila persamaan (3-47) sampai dengan persamaan

(3-51) dimasukkan ke dalam persamaan

Ax = A z ,

(3-47) ,

akan diperoleh

(3-33) dan dengan membuat

:

Evaporasi potensial 6 laju aliran air Apabila evaporasi potensial sama atau lebih kecil dari

laju aliran air, maka air yang keluar rnelalui permukaan tanah adalah sebesar evaporasi potensialnya. batas pada persamaan

Sesuai dengan kondisi

(3-28) untuk aliran satu dimensi, maka :

Perhitungan perubahan kandungan air untuk arah horizontal sama dengan persamaan

(3-50) dan persamaan

(3-511, sedangkan

untuk arah vertikal sama dengan persamaan-persamaan (3-48) dan persamaan

(3-49), hanya pada persamaan (3-53), sehingga menjadi :

(3-47),

(3-47) dimasukkan

A p a b i l a persamaan-persamaan dan

(3-54)

(3-48)

k e dalam persamaan

,

(3-33)

(3-49)

,

(3-

51)

,

(3-52),

d a n d e n g a n membuat A x = A z ,

akan d i p e r o l e h :

N i l a i m

1

= 0.5,

d a n n i l a i nl

= 1/3.

c. P e r l i i t u n g a n P e r u b a h a n Kandungan A i r Tanah p a d a T i t i k - T i t i k 1 0 , 20, 2 1 , d a n 3 1 Titik-titik AB dan eD.

10,

20,

21,

dan 3 1 t e r l e t a k pada sisi m i r i n g

P e r h i t u n g a n . p e r u b a h a n kandungan a i r p a d a t i t i k - t i -

t i k t e r s e b u t p a d a p r i n s i p n y a sama dengan permukaan E C , l a j u a l i r a n y a n g G e r j a d i dalarn a r a h d u a d i m e n s i . AB

dan

Cn

a d a l a h merupakan j a r a k v e r t i k a l n y a .

hanya

S i s i miring

c.1.

Evaporasi potensial >

laju aliran air

Pada kondisi ini, laju aliran air dihitung berdasaskan persamaan

( 3 - 2 7 ) dan besarnya air yang keluar :

Penyelesaian perhitungdn untuk arah horizontal :

Penyelesaian perhitungan untuk arah vertikal :

dilakukan pada kedalaman 10 cm, 15 cm, 2 0 cm dan 25 cm (kedalaman alur 3 0 cm), maka untuk mendapatkan distribusi air tanah yang lebih rinci, terutama untuk distribusi air secara vertikal ke atas (kedalaman 0-15 cm dari permukaan kecil

tanah

)

perlu pembagian selang jarak yang

lebih

.

Walaupun dalam perhitungan dengan metoda beda terbatas,pembagian selang jarak untuk seluruh kedalaman dapat diperkecil sehingga didapatkan selang jarak yang sama, tetapi dengan keterbatasan memori komputer dan pertimbangan-pertimbangan seperti disebutkan di atas, pembagian selang jarak dilakukan tidak sama.

Hal ini dapat dilakukan sesuai.der

ngan yang dikemukakan Boonstra dan de Ridder (1981). Remson et a1 (1971). Carnahan, Luther dan Wilkes (1969) bahwa dalam analisis dengan menggunakan metoda beda terbatas, pembagian selang jarak perhitungannya tidak harus selalu sama. Untuk menyamakan selang jarak dapat dilakukan dengan mempergunakan suatu koefisien di dalam perhitungannya.

Lebih

langut Boonstra dan d e Ridder (1981) mengemukakan bahwa untuk perhitungan dengan metoda beda terbatas, daerah-daerah yang-mempunyai perbedaan tajam, pembagian kisi-kisinya dapat dilakukan lebih kecil dibandingkan dengan daerah-daerah yang mempunyai perbedaan kurang tajam. Oleh karena bentuk guludan yang digunakan dalam Renelitian mempunyai sisi yang miring dan pembagian selang jarak-tidak sama, perlu adanya penyesuaian penggunaan persamaan

(3-35 )

, dengan memperhatikan pemberian nomor titik-

titik perhitungan dan arah penyebaran air di dalam guludan.

Pada permukaan tanah yang merupakan bidang batas dengan udara fuar, apabila evaporasi potensial lebih besar dari laju aliran air yang terjadi, maka air yang keluar melalui permukaan tanah sebesar laju aliran air tersebut. Sebaliknya apabila evaporasi potensial sama atau lebih kecil dari laju aliran air yang terjadi, maka air yang keluar sebesar evaporasi potensialnya.

Dengan demikian perubahan kandungan air

pada permukaan tanah dihitung berdasarkan persamaan dikurangi

dengan

(3-35)

laju aliran air yang terjadi dalam suatu

jarak tertentu atau evaporasi potensialnya.

a. Perhitungan Perubahan kandungan Air pada Titik 1 dan 9 Titik 1 dan titik 9 terletak pada ujung atas permukaan guludan, sehingga kondisi batas pada butir b.1 aliran dua dimensi

,

dan b.2

untuk

dipergunakan untuk menghitung perubahan

kandungan air pada kedua titik tersebut dan sebagian jarak horizontalnya merupakan bidang miring guludan. a.1.

Evaporasi potensial > laju aliran air Laju aliran air yang terjadi pada titik 1 dan titik 9

dihitung berdasarkan persamaan yang keluar sebesar

:

(3-27).

Pada kondisi ini air

Apabila persamaan

(3-55) sampai dengan persamaan

sukkan ke dalam persamaan

(3-60) dima-

13-33) dan dengan membuat Ax=Az,

akan-diperoleh :

c.2.

Evaporasi potensial <,

laju aliran air

Pada kondisi ini, air yang keluar dihitung berdasarkan persamaan

( 3 - 291, sehingga didapatkan

:

Perhitungan perubahan kandungan air untuk arah horizontal sama seperti persamaan

( 3 - 5 6 ) dan persamaan

(3-57),

untuk arah vertikal seperti persamaan-persamaan dan (3-601, hanya pada persamaan

sedangkan

(3-58),(3-59)

(3-56) dimasukkan persarnaan

(3-611, sehingga menjadi :

Apabila persamaan

(3-57) sampai dengan persamaan

(3-60) dan

persamaan (3-62) dimasukkan ke dalarn persamaan (3-33) dan dengan membuat Ax=Az. akan diperoleh :

c.3.

Titik-~itik 10, 20.

21 dan 31 Sebagai Daerah

Penqqenangan Air Sesuai dengan tinggi penggenangan air yang diberikan, kedalaman air dalam alur bisa mencapai titik-titik 10, 20, 21 dan 31.

Pada kondisi demikian kandungan air tanah pada titik-

titik tersebut menjadi jenuh. dan penqaruh evaporasi melalui titik tersebut dianggap tidak add, karena evaporasi hanya terjadi melalui permukaan air dalam alur.

Dengan demikian anali-

sis gerak air tanah pada titik-titik tersebut dilakukan pada

eit ,j -

t+l Perhitungan kan'i, j* dungan air tanah untuk komponen-komponen persamaan (3-33) sama keadaan mantap (ae/at = 0) atau

seperti persamaan (3-56) sampai dengan persamaan (3-60) dan dengan membuat A x = A z ,

akan diperoleh :

Nilai m2 untuk titik 10 dan titik 20 adalah 1/6, nilai m 2 untuk titik 21 dan titik 31 adalah 1/3, sedangkan nilai n2untuk

ke empat titik tersebut adalah ij6J5. tik 10 dan titik 21 adalah f3i-l,j

Tanda

€I

i+l, j .pads tipada titik 20 dan titik 31.

d. Perhitungan Perubahan Kandungan Air Tanah Pada Titik 32 dan Titik 42 Titik 32 dan titLk 42 terletak pada sisi miring guludan dan berdasarkan pembagian kisi guludan, dalam perhitungan sebagian sisi miring tersebut merupakan jarak vertikal, yaitu jarak antara titik 21 sampai titik 32 dan sebagian lagi merupakan jarak horizontal, yaitu jarak antara titik 32 sampai titik 4 3 . d.1.

Evaporasi > laju aliran air Pada kondisi ini, laju aliran air dihitung berdasarkan

persamaan (3-27) dan besarnya air yang keluar adalah :

Penyelesaian perhitungan untuk arah horizontal

:

--

.n

rl

t

4J .rl

m

'n

JJ .rl

9rl

I

d -n

+ 4J .rl Q,

-n 4J .rl

nt

d .n

t

4J -4 m d

I

e

n

4

*I .rl

5'

rl

I

rl

t

.n b

um.rl

d I

.n 4J .rl

a

:[: Y

O N N

II

d.2.

Evaporasi potensial 4 Laju aliran air Pada kondisi ini, air yang keluar dihitung berdasarkan

persamaan

(3-29)-, sehingga diperoleh

:

Perhitungan perubahan kandungan air tanah untuk arah horizontal sama seperti persamaan

(3-64) dan persamaan

(3-65), se-

dangkan untuk arah vertikal seperti persamaan-persamaan

(3-66)

(3-67) dan (3-681, hanya pada persamaan (3-64) dimasukkan persamaan (3-691, sehingga menjadi

Apabila persamaan persamaan

:

(3-65) sampai dengan persamaan

(3-70) dimasukkan ke dalam persamaan

dengan mernbuat A x = A z ,

akan diperoleh :

(3-68) dan

(3-33) serta

d.3.

T i t i k 32 d a n T i t i k 42 s e b a g a i D a e r a h Penggenangan S e p e r t i halnya t i t i k - t i t i k

10,

20,

t i n g g i p e n g g e n a n g a m a i r yang d i b e r i k a n ,

2 1 d a n 31 d e n g a n tinggi a i r dapat

mencapai t i t i k 32 d a n t i t i k 4 2 , s e h i n g g a kandungan a i r tanahnya m e n j a d i j e n u h .

Dengan d e m i k i a n a n a l i s i s g e r a k a i r

t a n a h pada k o n d i s i i n i d i l a k u k a n pada k e a d a a n m a n t a p t a t a u ei

(ae/at

-

t+l P e r h i t u n g a n kandungan a i r t a n a h un,j 'i,jm t u k komponen-komponen persamaan (3-33) s a m a s e p e r t i p e r s a -

=O)

maan

(3-64)

buat Ax=Az,

s a m p a i d e n g a n persamaan akan d i p e r o l e h :

(3-68)

d a n d e n g a n mem-

Nilai-nilai dan 1.0.

42,

ml,

Tanda

n 2 d a n n3 b e r t u r u t - t u r u t t3

i + l ,j

adalah'0.5,

pada t i t i k 3 2 a d a l a h

e i-1, j

1/6/5,

pada t i t i k

dan demikian p u l a s e b a l i k n y a ,

e. T i t i k - T i t i k

43,

44,

4 5 d a n 5 7 S e b a g a i Daerah Penggenangan

B e r d a s a r k a n p e r l a k u a n t i n g g i p e n g g e n a n g a n air y a n g d i b e rikan

( t e r e n d a h 1 0 crn), t i t i k - t i t i k

kan d a e r a h yang s e l a l u j e n u h a i r .

43,

44,

45 d a n 5 7 merupa-

Dengan d e m i k i a n a n a l i s i s

g e r a k a i r t a n a h pada t i t i k - t i t i k a d a a n rnantap

e.1.

(ae/at=O)

a t a u 0;

t e r s e b u t d i l a k u k a n d a l a m ke= 9 t. + l j 1,j-

.

T i t i k 4 3 dan T i t i k 4 4 B e r d a s a r k a n pembagian k i s i g u l u d a n , a n a l i s i s g e r a k a i r

t a n a h p a d a t i t i k 4 3 d a n t i t i k 4 4 hanya d a l a m a r a h

vertikal

(sepanjang sisi miring guludan).

Apabila persamaan-persamaan sukkan ke dalam persamaan

(3-71).

(3-72) dan

( 3 - 7 3 ) dima-

(3-33) akan diperoleh :

e.2.

Titik 45 d a n Titik 57 Analisis gerak air tanah untuk arah horizontal sama se-

perti persamaan

(3-56) dan persamaan

(3-57), sedangkan untuk

arah vertikal sama seperti persamaan-persamaan dan

(3-73).

Kemudian dengan memasukkan persamaan-persamaan

tersebut ke dalam persamaan akan diperoleh

Nilai m2=0.5,

(3-71),(3-72)

(3-33) dan dengan membuat A x = A z ,

:

n 2 =1.0,

45 adalah 0 i-l,

dan n4=2/6/5,

pada titik 57.

sedangkan Bi+l

.

j pada

f. Perhitungan Perubahan Kandungan Air Tanah Pada Titik-

Titik 58, 70. 71 dan 83

Titik-titik 58, 70, 7 1 dan 83 terletak pada sisi EG dan FH. Analisis gerak air tanah dalam arah dua dimensi (kondisi batas b . 4 ) . hanya dalam arah horizontal air tidak menerobos sisi vertikal EG dan F H keluar dari sistem. Air akan bergerak hanya dari atau ke sisi EG dan F H dalam sistern tersebut. f.1.

Titik 58 dan Titik 70 Perhitungan perubahan kandungan air tanah untuk kedua

titik tersebut sama seperti persamaan (3-56) sampai dengan persamaan

(3-60). Pengaruh evaporasi secara langsung tidak

ada, oleh karena kedua titik tersebut berada di bawah permukaan tanah.

Kemudian persamaan

(3-56) sampai dengan per-

samaan (3-60) dimasukkan ke dalam persamaan ngan membuat A x = A z ,

akan diperoleh :

(3-33) dan de-

N i l a i m =0.5 2

d a n n2=1.0,

sedangkan tanda

'i+l,

pada t i t i k 58

adalah 9 pada t i t i k 70. i-1, j f.2.

T i t i k 71 d a n T i t i k 83 T i t i k 7 1 d a n t i t i k 8 3 t e r l e t a k p a d a kedua u j u n g bawah gu-

ludan.

air

Oleh k a r e n a b a t a s bawah merupakan b a g i a n yang tembus

( p e r m e a b l e ) , maka a k a n t e r j a d i l a j u a l i r a n a i r k e bawah

a p a b i l a p o t e n s i a l h i d r o l i k pada l a p i s a n p e r b a t a s a n l e b i h b e s a r d a r i l a p i s a n d i bawahnya.

Kandungan a i r t a n a h d i bawah l a p i -

san perbatasan tidak diketahui/diukur,

sehingga dalam p e r h i t u -

ngan n i l a i n y a d i d u g a d e n g a n :

Dugaan t e r s e b u t d i l a k u k a n d e n g a n a n g g a p a n bahwa s e b e l u m d i l a kukan p e m b e r i a n a i r ,

t e r j a d i proses pengeringan, b a i k rnelalui

e v a p o r a s i maupun t r a n s p i r a s i ,

s e h i n g g a kandungan a i r t a n a h pa-

d a l a p i s a n bawah s e l a l u l e b i h b e s a r d a r i l a p i s a n d i a t a s n y a . Dengan cara y a n g sarna, n i l a i d u g a a n d i f f u s i v i t a s d a n k o n d u k t i v i t a s hidrolik adalah

:

P e r h i t u n g a n kandungan a i r t a n a h u n t u k t i t i k 7 1 d a n t i t i k 83 sama s e p e r t i persarnaan

( 3 - 5 6 ) sampai d e n g a n p e r s a m a a n

h a n y a u n t u k arah v e r t i k a l n i l a i

(3-601,

1 3, ~j + l r Di, j + l . d a n Ki, j + l

duga b e r d a s a r k a n persamaan-persamaan

(3-74) , (3-75) d a n

di-

( 3-76)

.

Kemudian persamaan

(3-56) sampai dengan persamaan

masukkan ke dalam persamaan

(3-60) di-

(3-33) dan dengan mernbuat

Ax=Az,

akan diperoleh :

Nilai m =0.5 dan n2=1.0, sedangkan tanda Oi+l 2 71 adalah 8i-l,j pada titik 83.

,j

pada titik

g. Perhitunqan Perubahan Kandunsan Air Tanah pada Titik 72 sampai denqan Titik 8 2 Perhitunqan perubahan kandungan air tanah pada titik 72 sampai denaan titik 8 2 pada ~ r i n s i p n y asama seperti titik 71 dan titik 83, hanya untuk arah horizontal diqunakan persama-

an (3-51) dan Dersamaan (3-52). (3-51),

Apabila persamaan-persamaan

(3-52) , (3-58) , (3-59) dan

persamaan

(3-60) dimasukkan kedalam

(3-33) dan dengan membuat A x = A z ,

akan diperoleh

:

Nilai ml = 0.5 dan n2 = 1.0. h.

Perhitungan Perubahan Kandungan Air Tanah pada Titiktitik 11, 19, 22 dan 30 Titik-titik 11, 19, 22 dan 30 terletak pada bagian dalam

berdekatan dengan sisi miring guludan.

Akibat bentuk alur-

nya, jarak horizontal kedua sisinya tidak sama, sehingga perlu dihitung tersendiri. Penyelesaian perhitungan untuk arah horizontal :

l e r h i t u n g a n p e r u b a h a n kandungan a i r t a n a h untuk a r a h v e r t i k a l sama s e p e r t i p e r s a m a a n - p e r s a m a a n

(3-58),

(3-59)

(3.60).

(3-58).

(3-59),

(3-77)

A p a b i l a persamaan-persamaan dan

(3-78)

d e n g a n membuat

dimasukkan kedalam persamaan

Ax=Az,

dan

(3-33)

(3-60), dan

akan d i p e r o l e h :

2

N i l a i ml,

m2 d a n n 2 u n t u k t i t i k 11 d a n t i t i k 1 9 b e r t u r u t -

t u r u t a d a l a h 0.5,

1/6,

dan 1/3,

dan t i t i k 30 b e r t u r u t - t u r u t 8i+l,j

a d a l a h 0.5,

p a d a t i t i k 11 d a n t i t i k

19 dan t i t i k 30,

s e d a n g k a n u n t u k t i t i k 22 1/3.dan

22 a d a l a h 8i-l

,j

dan demikian pula sebaliknya.

1/3.

Tanda

pada t i t i k

2. P e r h i t u n g a n P e r u b a h a n Kandungan A i r T a n a h p a d a T i t i k 1 2 s a m p a i d e n g a n T i t i k 18 d a n T i t i k 2 3 s a m p a i d e n g a n T i t i k 29 P e r h i t u n g a n p e r u b a h a n kandungan a i r t a n a h pada t i t i k tersebut, (3-51)

u n t u k a r a h h o r i z o n t a l sama s e p e r t i p e r s a m a a n

dan persamaan

(3-521,

s e d a n g k a n u n t u k a r a h v e r t i k a l sa-

m a s e p e r t i persarnaan-persamaan Kernudian p e r s a m a a n - p e r s a m a a n

(3-58).

(3-59) d a n

d a n d e n g a n membuat Ax=Az,

N i l a i ml

d a n n 2 = 1/3.

j. P e r h i t u n g a n

(3-60).

t e r s e b u t dimasukkan k e dalam p e r -

samaan (3-33),

= 0.5

titik-

akan d i p e r o l e h :

I e r u b a h a n Kandungan A i r T a n a h p a d a T i t i k 3 3

sampai dengan T i t i k 4 1 B e r d a s a r k a n pembagian k i s i g u l u d a n , k e d u a s i s i t i t i k t i d a k sama.

jarak

vertikal dari

P e r h i t u n g a n perubahan kandungan

a i r t a n a h u n t u k a r a h h o r i z o n t a l sama s e p e r t i p e r s a m a a n

(3-51)

dan persamaan (3-521,sedanqkan arah vertikal sama seperti persamaan-perqamaan (3-71), (3-72) dan (3-73).

Kemudian persama-

an-persamaan tersebut dimasukkan ke persamaan (3-331, dan dengan membuat Ax=Az, akan diperoleh : 0.25

A.

1,j

t

,j -

= A~[--T(D~-~

ml

t .) Di+l,3

+ 9; 1 .I 1

- 0.5 t 0 5 t j - At[,j-1-,si?2 4

0 5

0.5 -+

"2

"4

yi

=i,j

-

D . ..

l c 31

-

-

0.25 t At[,2-(Di+l,j 1

=

At[(

Nilai m 1

=

0.5, n2

-

2 t -+Diej1 '"1

2 (AZ)

-

-

1 (nf+n4)2

1 Ei,j = At[( (n2+n4

r 3

+

0.5 t 1 Dt ~ ' ~ i ~ j (n2+n4 1 1 i,j+l 2

t+ DI' 0 5 2 4

=

i,j+l

+

s 2 2

1 t (n2+n4)2Di,~-l

+

t i t .I 3

,

0.5 t -TDi, j n4

1/3 dan n4 = 1.0

k. Perhitungan Perubahan Kandungan Air Tanah pada Titik 46 sampai dengan Titik 56 dan Titik 59 sampai dengan Titik 69 Perhitungan perubahan kandungan air tanah pada titiktitik tersebut sama seperti perhitungan pada titik 12 sarnpai dengan titik 1.8 atau titik 23 sampai dengan titik 29, hanya nilai n2 adalah 1.0.

1.3.3.

Perhitungan Evaporasi Potensial dan ~ranspirasiPotensial

Berdasarkan faktor tanaman, kondisi batas b.1

dan b.2 perlu

dihitung besarnya evaporasi potensial dan transpirasi potensial. Evaporasi potensial dihitung berdasarkan persamaan yang diajukan Ritchie (1972, dalam Feddes,

di mana

&, 1978)

:

2

E = evaporasi potensial (Kg/m -det) P A = kemiringan hubungan tekanan uap jenuh dengan suhu (mbar/O~)

:

y

=

konstanta psykometrik (mbar/O~)

Ls = panas laten penguapan (J/Kg) Rn = radiasi netto (W/m 2 ) ILD = indeks luas daun

(-)

Kemiringan hubungan tekanan uap jenuh dengan suhu, konstanta

.-

psykometrik dan panas laten penguapan dihitung berdasarkan persamaan yang diajukan Nakayama dan Buck (1986)

di mana

:

T = suhu udara (OC)

:

P

b

= tekanan udara

(KPa)

..

Pada persamaan (3-8-0) sampai dengan persamaan (3-831, nilai L

68

berdimensi MJ/Kg,

A dan y berdimensi KP~/*c, sehingga pema-

kaiannya dalam persamaan d i mana 1 MJ

=

(3-79) perlu adanya nilai konversi,

lo6 J, 1 KPa = 10 mbar dan 1

0

C = 273

0

K.

Nilai E dapat dinyatakan dalam dimensi satuan panjang/waktu P d i mana 1 Kg/m2-det setara dengan 1 mm/det. Indeks luas daun (ILD) adalah perbandingan/nisbah daun dengan luas pertanaman.

luas

Indeks ini menunjukkan besar-

nya bagian lahan yang dinaungi daun, sehingga mempengaruhi besarnya energi surya yang sampai ke permukaan tanah. ILD dihitung berdasarkan persamaan

:

2 LD menunjukkan jumlah luas daun tanaman (cm ) pada luasan la2 Nilai I L D akan bergantung pada jenis tanaman, han LL (cm ) . jumlah tanaman per satuan luas dan keadaan tanamannya. Teare et a1 (1973) mendapatkan nilai ILD maksimum kedelai varietas Calland dengan populasi 333 335 tanaman per hektar sebesar 6.6.

Luas daun dihitung berdasarkan persamaan yang di-

ajukan Wiersma dan Bailey

(1975)

:

Huruf psda komponen persamaan sebelah kanan menunjukkan L sebagai panjang maksimum daun

(cm) dan W lebar daun maksimum

(cm). Panjang dan lebar daun diperoleh dari pengukuran. Dalam model, potensial akar persamaan

(hr) dihitung berdasarkan

(3-24) dengan cara iterasi, sedangkan serapan air

oleh akar tanaman melalui seluruh profil tanah yang diteliti besarnya setara dengan transpirasi potensialnya.

S e s u a i d e n g a n kemampuan t a n a h d a l a m memegang a i r d a n kemampua n a k a r menyerap a i r ,

maka d a l a m i t e r a s i n i l a i h

r

dibatasi

a n t a r a n i l a i n o 1 pada k e a d a a n j e n u h sarnpai s u a t u n i l a i d a l a m k e a d a a n t i t i k l a y u perrnanen

(Nimah d a n Hanks,

1973a).

T r a n s p i r a s i p o t e n s i a l d i h i t u n g b e r d a s a r k a n persamaan r y a n g d i a j u k a n o l e h Kanemasu.

S t o n e d a n Power

Tr a d a l a h t r a n s p i r a s i p o t e n s i a l

(cm/hari),

yang. s a m p a i k e permukaan t a n a h d a n R

s

T fraksi energi

radiasi global

F r a k s i e n e r g i yang s a m p a i k e permukaan t a n a h

Radiasi global a j u k a n Feddes

ILD

+

(W/m

).

(1980) :

0.15)

(3-87)

(Rs) d i h i t u n g b e r d a s a r k a n p e r s a m a a n y a n g (1971, d a l a q Feddes

2

(s) dihitung

b e r d a s a r k a n p e r s a m a a n yang d i a j u k a n Hanks dan H i l l

s = exp(-0.389

:

(1976)

et al, 1 9 7 8 )

di-

:

Transpirasi potensial dapat dihitung pula berdasarkan persamaan

d i mana E 1.3.4.

(Hanks d a n H i l l ,

Pt

1980)

:

evapotranspirasi potensial

(mm/hari).

Perhitungan D i f f u s i v i t a s dan Konduktivitas H i d r o l i k

D a r i persamaan

(3-33)

dapat d i l i h a t perlunya perhitungan

n i l a i d i f f u s i v i t a s dan k o n d u k t i v i t a s h i d r o l i k t a n a h yang ked u a n y a merupakan f u n g s i d a r i kandungan a i r t a n a h .

Perhitungan

diffusivitas dan konduktivitas hidrolik tanah didasarkan atas persamaan yang dipergunakan Herudjito

D (9) adalah diffusivitas

2 (cm /menit)

,

(1977)

=

K konduktivitas hidro-

lik (cm/menit), Dmin diffusivitas pada kandungan air tanah minimum

2

(cm /menit)

,

Kmax konduktivitas hidrolik pada kandu-

ngan.air tanah maksimum

(cm/menit), Bmin

kandungan air tanah

minimum

(%-berat atau %-volume), 9 kandungan air tanah max maksimum/jenuh (%-berat atau %-volume), A dan B konstanta. Dirfusivitas dan konduktivitas hidrolik tanah dipengaruhi oleh keadaan tanah, terutama tekstur dan struktur tanah. Kedua faktor tersebut akan mempengaruhi porositas d a n ukuran pori tanah.

Hillel (1971) mengemukakan bahwa daya hantar

tanah tidak hanya dipengaruhi oleh porositas tanah total, tetapi juga oleh distribusi ukuran porinya.

Konstanta A dan

B secara implisit menunjukkan pengaruh dari keadaan tanah, sehingga setiap jenis tanah akan berbeda nilainya.

Oleh ka-

.rend-itu untuk setiap jenis dan keadaan tanah, nilai A dan B harus ditetapkan terlebih dahulu.

Penentuan nilai A d a n B

dapat dilakukan kalau nilai diffusivitas dan konduktivitas hidroliknya diketahui.

Untuk itu perlu pengukuran diffusi-

vitas dan konduktivitas hidrolik tanah. Diffusivitas diukur dengan metoda Bruce dan Klute

(1956)

berdasarkan serapan air melalui kolom tanah horizontal :

Untuk menyelesaikan persamaan (3-92) diperlukan kondisi batas : a. Pada waktu t = 0, kandungan air dalam kolom tanah adalah: f3 untuk jarak x 0

0

:

b. Pada permukaan tanah, setelah waktu t > 0 , kandungan airnya menjadi jenuh (es) :

Persamaan (3-92) bukan merupakan persamaan differensial linier, dan dapat disederhanakan dengan menggunakan transformasi Boltzman (Bruce dan K l u t e ,

(A) yang menetapkan 9 sebagai fungsi A 1956) :

sehingga 9 = f [A ( x , t) I X adalah transformasi Boltzman

zonlal

(cm) dan t waktu

(cm/menit0'5),

x

jarak hori-

(menit).

Penyelesaian dengan menggunakan transformasi Boltzman juga memerlukan kondisi-kondisi batas sebagai berikut

:

Apabila persamaan

( 3 - 9 7 ) dimasukkan kedalam persamaan

(3-92)

akan d i d a ~ a t k a n suatu bentuk persamaan untuk menghitung D(0) berdasarkan transformasi Boltzman.

Dengan pemakaian aturan

rantai (chain rule) untuk differensial fungsi majemuk, maka:

Apabila persamaan 8 =

ei

(3-106) diintegralkan kedua sisinya

sampai dengan 9 =

ex,

akan diperoleh :

Berdasarkan kondisi batas de/dX maan

(3-107) menjadi

:

Px

dari

= 0 pada

9 = Bi.maka

persa-

atau

D (0

X

=

m8,, X

Untuk penelitian lapang, konduktivitas hidrolik tidak jenuh diukur dengan metoda tabung ganda (Kessxer dan Oosterbaan, 19741, seperti diilustrasikan pada Gambar

3-12

,

dan dihitung berdasarkan persamaan :

di mana

:

K = konduktivitas hidrolik (cm/menit) r = jari-jari pipa tabung dalam (cm) P rc = jari-jari tabung dalam (cm)

he It) = penurunan air pada tabung dalam untuk selang waktu t (cm) hc(t) = penurunan air pada tabung dalam dengan permukaan air pada tabung luar tetap (cm) Ah

=

he(t) - hc(t)

t

=

waktu (menit)

C = faktor geometri 1.3.5..

(-)

Ef isiensi Pemberian .Air

Seperti telah disebutkan pada pendahuluan, efisiensi pemberian air dalam penelitian ini meliputi efisiensi penyimpanan air dan efisiensi keseragaman penyebaran air. Kedua klasifikasi efisiensi pemberian dan data bagiaq guludan yang tidak jenuh air digunakan sebagai pedoman untuk menentukan tinggi penggenangan air dalam irigasi alur.

1.3-5.1.

Efisiensi Penyimpanan Air

(EPA)

Efisiensi penyimpanan air adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara jumlah air yang disimpan di daerah perakaran selama pemberian air dengan jumlah air yang dibutuhkan untuk mengisi kekurangan air sebelum pemberian EPA dihitung berdasarkan persamaan yang diajukan oleh

air.

Israelsen dan Hansen

(1962) :

EPA adalah efisiensi penyimpanan air

(%),

Ws air yang di-

simpan di daerah perakaran selama pemberian air

(cm) dan Wn

air yang dibutuhkan di daerah perakaran sebelum pemberian air.

Nilai W

S

diperoleh dari pengukuran dan perhitungan

kandungan air tanah, sehingga nantinya akan diperoleh dua nilai EPA yaitu nilai berdasarkan pengukuran dan nilai berdasarkan perhitungan kandungan air tanah. 1.3.5.2.

Efisiensi Keseragaman Penyebaran Air

(EKPA)

Efisiensi keseragaman penyebaran air menunjukkan karakteristik penyebaran air di daerah perakaran tanaman. Penyebaran air yang lebih merata memungkinkan pertwnbuhan tanaman yang lebih baik.

EKPA dihitung berdasarkan persa-

maan yang diajukan Christiansen

(1942, dalam Israelsen dan

Hansen, 1962) : EKPA = 10011.0

-

X (Xs)l

EKPA adalah efisiensi keseragaman penyebaran air viasi pengukuran/perhitungan

(3-112) (%),

X de-

penyebaran air secara individu

terhadap n i l a i rata-rata a t a u perhitungan.

M

( c m ) d a n n jumlah p e n g u k u r a n

S e p e r t i h a l n y a EPA, a d a d u a n i l a i EKPA

y a i t u d a r i pengukuran d a n p e r h i t u n g a n p e r u b a h a n kandungan a l r tanah.

D a l a m menghitung EKPA, p e n y e b a r a n a i r t e l a h

mencapai s u a t u t i t i k t e r t e n t u a p a b i l a kandungan a i r n y a tel a h mencapai k a p a s i t a s l a p a n g a t a u l e b i h

(pF 4 2 . 5 4 ) .

K e t i n g g i a n p e n y e b a r a n a i r d i h i t u n g d a r i kedalaman y a n g se-

jajar d a s a r a l u r . 1.3.5.3,

Kedalaman g u l u d a n yang T i d a k J e n u h A i r

B e r d a s a r k a n pengukuran d a n p e r h i t u n g a n EKPA p a d a bu-

t i r 1.3.5.2

d i atas,

t i d a k jenuh a i r

d a p a t d i h i t u n g kedalaman g u l u d a n

yang

( " d " ) (kandungan a i r t a n a h sama a t a u k u r a n g

d a r i k a p a s i t a s l a p a n g , y a i t u pada pF s e b u t merupakan r a t a - r a t a

2.54).

Bagian ter-

d a r i pengukuran a t a u p e r h i t u n g a n

secara individu. 2.

P e r c o b a a n

2.1.

B a h a n

P e n e l i t i a n menggunakan t a n a h P o d s o l i k C o k f a t Kekuningan y a n g b e r a s a l d a r i Cangkurav.uk a n a l i s i s tanah

(PUSLITTAN, 1 9 8 1 ) .

(Take1 3-1) dan s e g i t i g a USDA

t a n a h ini mempunyai t e k s t u r 1i a t

E!erdasarkan

IHillel,

1971)

.

P e r c o b a a n d i l a k u k a n d i l a b o r a t o r i u m d a n d i l a p a n g dengan menggunakan t a n a h yang sarna.

Dalarn p e l a k s a n a a n n y a , a n -

t a r a percobaan d i laboratorium dan d i lapang ada beberapa perbedaan

:

a. Percobaan lapang r a.1.

Tanah diolah sampai kedalaman 30 cm, sehingga terdapat dua lapisan tanah, yaitu lapisan 0-30 cm dan 30-60 cm.

a.2.

Percobaan dilakukan di bawah atap plastik yang berguna untuk mengontrol hujan.

b.

Percobaan laboratorium :

b.1.

Tanah yang digunakan hanya tanah atas (top soil). Sebelumnya tanah dikering-udarakan, kemudian digerus dan diayak denghn ayakan 2 mm, sehingga tanah dapat dianggap homogen. Tanah ditempatkan dalarn bak bin) berukuran 2 m x

1.8 m x

(soil

0.7 m dan tidak mendapat

energi surya secara langsung. Tabel 3-1.

-

Daftar hasil analisis tekstur dan kimia tanah Podsolik Coklat Kekuningan asal Cangkurawok *

-

-

T e k s t u r Pasir

Debu

Keterangan :

Liat

*

-

-

H2 O

-

Bahan Organik

pH

KC1

C

N

C/N

Analisis tanah dilakukan di Pusat Penelitian Tanah Bogor dan tanah telah diberi kapur sebanyak 4 ton per hektar

Perlakuan percobaan, baik di lapang maupun d i laboratorium adalah :

--

Percobaan

Tanpa p e n u t u p plastik

----

---

Menggunakan tanaman

Menggunakan penutup p l a s t i k Keterangan

TP = 1 0 c m

TP = 15 c m TP = 20 c m T P = 25 cm

TP = 1 0 TP = 1 5 T P = 20 TP = 25

--[

cm crn cm

crn

: TP = t i n g g i penggenangan a i r

T a n a m a n yang digunakan a d a l a h kedelai

tas Orba.

Sebelum penanaman,

( G l y c i n e max L.)

varie-

t a n a h d i i n o k u l a s i dengan t a n a h

yang t e l a h d i t a n a m i k e d e l a i u n t u k m e n d a p a t k a n b a k t e r i r h i z o S e l a m a pertumbuhannya,

bium.

t a n a m a n dipupuk u r e a dua k a l i ,

y a i t u pada s a a t akan tanam d a n pada w a k t u tanaman berumur s a t u bulan dengan d o s i s m a s i n g - m a s i n g

5 0 kg/Ha.

Pupuk TSP

dan K C 1 d i b e r i k a n pada s a a t akan t a n a m dengan d o s i s 1 0 0 k g / H a K e d e l a i d i t a n a m s a t u deret d i t e n g a h g u l u d a n dengan jarak ta:

n a m 2 0 c m d a n s e t i a p l u b a n g b e r i s i dua pohon k e d e l a i . Secara s k e m a t i s b e n t u k d a n u k u r a n g u l u d a n d a p a t d i l i h a t pada

G a m b a r 3-6. 2.2. 2.2.1.

P

e

n

g

u

k

u

r

a

n

Kandungan A i r Tanah K a n d u n g a n air t a n a h d i u k u r pada k e d a l a m a n

0 cm,

5 cm,

1 0 cm,

1 5 cm,

30 c m ,

arah x untuk m a s i n g - m a s i n g 15 cm,

30 c m ,

4 5 cm,

60 cm,

45 c m

(arah z)

dan 60. c m ,

sedangkan

k e d a l a m a n d i u k u r pada j a r a k

75 c m dan 90 c m .

0 cm,

Dengan asumsi

Gambar 3 - 6 . Skematis bentuk dan ukuran guludan

bahwa tidak ada gerakan air ke arah sumbu y, maka penempatan sensor kandungan air tanah pada setiap kedalaman tidak dalam satu bidang, tetapi dapat sepanjang arah y.

Hal ini

untuk

menjaga agar penempatan sensor tidak terpusat dalarn satu tempat yang dapat mempengaruhi gerak air tanah.

Berdasarkan ja-

rak penempatan sensor dan bentuk guludan yang tidak segi empat, maka ada 47 titik pengukuran kandungan air tanah (Gambar 3-7).

Selang waktu pengukuran adalah 30 menit.

2.2.1.1.

-Penampilan Sensor

Kandungan air tanah diukur dengan PKT (Pengukur Kelembaban Tanah) yang terdiri dari gips sebagai sensor dan amperemeter sebagai alat pengukur. ran 2.0 0

-

cm

100

x

1.5

Sensor terbuat dari gips beruku-

cm x 1.0 cm. Amperemeter mempunyai skala

mikroampere

(Gambar 3 - 8 ) .

Kalibrasi dilakukan untuk

memperoleh hubungan antara kandungan air tanah dengan skala amperemeter.

Dengan adanya 47 titik pengukuran, berarti ada

47 sensor yang dikalibrasi.

Dalam penampilannya, tidak semua

sensor menunjukkan nilai yang sama untuk satu nilai kandungan air tanah yang diukur secara gravimetris.

Dalam penggunaan-

nya, perbedaan ini diatasi dengan kalibrasi setiap sensor tersebut.

Dengan demikian setiap sensor mempunyai kurva hu-

bungan antara

pembacaan skala mikroampere dengan kandungan

air tanah dalam persen-berat.

Sebagai contoh hasil kalibrasi

dari satu sensor dapat dilihat pada Tabel 3-2. Berdasarkan Tabel 3-2, ternyata hubungan antara pembacaan skala amperemeter dengan kandungan air tanah tidak linier, tetapi membentuk kurva S.

Kurva tersebut dapat dinyatakan

z

Gambar 3-7.

Cm

Penempatan sensor pengukuran kandungan air tanah

-O cm

G i p s

J7=J+1.0

Kabel

Amperemeter

P

\

Gambar

3-8.

S k e m a t i s b e n t u k qips dan a m p e r e m e t e r setaga 1 a l a t p e n g u k u r k a n d u n g a n air tanah

cm

Tabel 3-2.

Hasil kalibrasi pembacaan skala mikroampere menjadi persen-berat kandungan air Pembacaan Amperemeter (uA)

Kandungan air tanah ( %-berat)

dalam bentuk persamaan matematik untuk menghitung kalibrasi dari mikroamper menjadi persen-berat kandungan air tanah. Bentuk persamaan matematik yang digunakan adalah polinomial pangkat enam, yaitu

tl

:

adalah kandungan air tanah (%-berat), Y pembacaan ampere-

meter ( u A ) .

C o , C1,

... .

,

C6 koefisien.

Persamaan mate-

matik hasil kalibrasi dari Tabel 3-2 dapat dilihat pada Gambar 3-9. Perbandingan hasil kalibrasi antara pengukuran dengan perhitungan disajikan pada Tabel 3 - 3 . bandingan tersebut, ternyata

Berddsarkaa per-

persamaan polinomial pangkat

enam cukup baik untuk menqhitung kalibrasi mikroampere menjad i persen-berat kandunqan air tanah.

8 = 1 1 7 . 5 7 9 6 ~ 1 0 - I + 2 7 0 . 0 7 5 8 ~ 1 0 - Y~

+ +

- 3 1 . 8 5 5 4 ~ 1 0-2

1 4 . 9 5 6 7 ~ 1 0 - y~ 3 - 3 1 4 . 9 5 9 8 ~ 1 0-6 305.2494~10-a y 5

y

2

4

- 11.0749x10

r = 0.962 8 = kandunqan a i r t a n a h ( % - b e r a t ) Y = s k a l a amperemeter (uA)

o = pengukuran

S k a l a Amperemeter (PA 1 Gamhar 3-9. Kurva hubungan hasil k a l i b r a s i a n t a r a pembacaan s k a l a mikrolampere (PA) dengan pengukuran kandungan a i r t a n a h ( % - b e r a t )

Wake1 3-3.

No

Perbandingan h a s i l k a l i b r a s i a n t a r a pengukuran dengan p e r h i t u n g a n Kanqungan ~

Pembacaan am~er~emeter

i t ar n a h

Pen~ukuran

(UA)

(%;berat)

Perhitungan

1

2.0

16.0

16.00

2

4.5

18.7

18.70

3

33.5

23.5

23.50

4

60.5

32.7

32.69

5

74.5

38.9

38.89

6

80.5

46.0

45-98

7

85.5

51.6

51.57

thit

= 2.273

: ttabel (db=6) =2.447

(5%)

=3.707

(1%)

(Steel dan T o r r i e ,

D a r i k a l i b r a s i yang d i l a k u k a n ,

1960)

t e r n y a t a k e p e k a a n sensor

m a s i h k u r a n g n y a t a p a d a k a n d u n g a n a i r d i bawah 1 6 p e r s e n - b e rat.

Hal i n i d a p a t d i l i h a t d a r i T a b e l 3-4.

c a a n s k a l a pada amperemeter b a r u n y a t a t a n a h mencapai d i a t a s 1 6 p e r s e n - b e r a t .

P e r u b a h a n pemba-

s e t e l a h kandungan a i r D i dalam p e l a k s a n a a n

pemberian a i r , khususnya b a g i pertanaman pada p e r c o b a a n i n i , pemakaian s e n s o r t e r s e b u t

t i d a k menjadi masalah,

ngan a i r t a n a h pada t i t i k l a y u permanen

20 p e r s e n - b e r a t

(Tabel 4 - 1 ) .

k a r e n a kandu-

(pF=4.2) m a s i h d i a t a s

S e l a n g kandungan a i r t a n a h yang

t e r j a d i pada p e r c o b a a n i n i m a s i h d i a t a s 1 6 p e r s e n - b e r a t ,

se-

h i n g g a pemantauan dengan s e n s o r t e r s e b u t masih cukup t e l i t i .

,

Tabel 3-4.

H a s i l k a l i b r a s i u n t u k pembacaan s k a l a amperemeter d i bawah 5 mikroampere

Pembacaan amperemeter

2.2.2.

Kandungan a i r ( % - b e r a t)

(vA

Diffusivitas Untuk p e r c o b a a n l a b o r a t o r i u m ,

d i f f u s i v i t a s tanah diukur

d e n g a n s e r a p a n h o r i z o n t a l s e p e r t i yang d i a j u k a n o l e h B r u c e (1956).

dan Klute

A l a t yang d i g u n a k a n b e r u p a t a b u n g - t a b u n g

p e r s p e k b e r u k u r a n p a n j a n g 1.0 Tabung-tabung

c m d a n g a r i s t e n g a h 3.2

cm.

t e r s e b u t d i h u b u n g k a n h i n g g a p a n j a n g n y a 65.0

B a g i a n bawah d a r i t a b u n g d i b e r i s a r a n g a n ,

cm.

kemudian d i h u b u n g -

k a n d e n g a n t a b u n g g e l a s u k u r a n p a n j a n g 6 0 . 0 cm d a n g a r i s t e ngah 4 . 0

cm.

Tabung p e r s p e k y a n g t e l a h d i b e r i t a n a h d i k e t o k

d e n g a n 1 0 0 0 k e t ~ k a ns a m p a i k e r a p a t a n m a s s a t a n a h n y a t e t a p , kemudian d i b e r i a i r m e l a l u i t a b u n g g e l a s C a r a pemberian a i r n y a a d a l a h

a.

Kran K1

dibuka,

(Gambar 3 - 1 0 ) .

:

kemudian s e c a r a l a m b a t d a n b e r s a m a a n k r a n

K3 d a n K4 d i b u k a , b.

Apabila udara t e l a h keluar

s e l u r u h n y a d a r i t a b u n g B,

d e n g a n c e p a t dan bersamaan k r a n K1 dan K4 d i t u t u p ,

maka

se-ng

.kran K2 dibuka, c. P e r h i t u n g a n s e r a p a n h o r i z o n t a l d i l a k u k a n s e j a k gelembung udara masuk k e dalam tabung A m e l a l u i kran K

2

-

Waktu s e r a p a n d i t e n t u k a n 3 0 0 m e n i t dan s e t e l a h jangka waktu tersebut,

kolom t a n a h , d i p o t o n g potong s e s u a i dengan t a b u n g

perspeknya.

Kemudian kandungan a i r n y a d i t e t a p k a n s e c a r a g r a -

vimetris.

I

abung g e l a s

6

1 Gambar 3 - 1 0 .

Diagram s k e m a t i s pengukuran d i f f u s i v i t a s

S e r a p a n h o r i z o n t a l d i h i t u n g b e r d a s a r k a n p e r samaan (3-109) (Gambar

d e n g a n menggunakan d a t a penelitian sebagai b e r i k u t 3-11)

:

Gambar 3-11.

Hubungan 9 d e n g a n X pada n i l a i x yang b e r b e d a u n t u k waktu t t e t a p (Power d a n Kirkham, 1 9 7 2 )

a . Menggambarkan k u r v a hubungan a n t a r a 0 d a n A , b. Menghitung

secara nurnerik dengan menggunakan

(d8/dh)e X

beda 9 d a n beda h

-

(AB/Ah)

d a r i kurva t e r s e b u t ,

c. M e n i l a i i n t e g r a l Ad0 defigan metoda p e n d e k a t a n m a t i o n method) s e b a g a i b e r i k u t

(approxi-.

:

Bidang b a s a h a n t e r l e t a k pada A = A o , bawah kurva y a n g naik s a m p a i 0 =

sedang bidang d i

ex d i d e k a t i d e n g a n

:

Untuk m e n g h i t u n g hubungan a n t a r a D CB ) d a n 8 , p e r s a m a a n (3-114)

d i m a s u k k a n k e d a l a m persamaan

peroleh

(3-log),

sehingga d i -

:

D(ex) =

1 ( d ~ / d X ) q ( - 1 / 2r)= %ll r ~ e r

(3-115)

X

K o e f i s i e n a r a h de/dX

d a r i hubungan a n t a r a

e

dengan X d a p a t

d i l u k i s k a n d a l a m b e n t u k g r a f i k yang s e s u a i d e n g a n t i t i k x

= t 0 - 5 A B e r d a s a r G a m b a r 3-11

patkan

em

untuk n i l a i 0 =

didq-•

:

=

(de/dX)

(Ae/AA )m =

t 0 * 5 ~ e m(/ x

~ % ~ - ~ )

OX

m = 1,2,3,4,5 A p a b i l a persamaan (3-115) D (ex)

5

Aem/ Axm

(3-116)

............ (3-116)

dimasukkan k e dalam p e r s a m a a n

maka d i d a p a t k a n persamaan d a s a r u n t u k m e n g h i t u n g

:

Konduktivitas Hidrolik

2.2.3.

Untuk p e n e l i t i a n l a p a n g d i p e r l u k a n p e n g u k u r a n kondukt i v i t a s h i d r o l i k t i d a k jenuh. metoda t a b u n g ganda

Pengukuran d i l a k u k a n d e n g a n

( K e s s l e r dan Oosterbaan,

1974 )

.

Prinsip

pemakaian m e t o d a t a b u n g g a n d a d i l u k i s k a n pada Gambar 3-12. Pada t a n a h t i d a k j e n u h d i mana k o n d u k t i v i t a s h i d r o l i k a k a n d i u k u r d i t e m p a t k a n dua t a b u n g s e l i n d e r yang b e r b e d a diarne-. ternya.

Sebelum d i l a k u k a n p e n g u k u r a n ,

mula-mula

tanah d i

Gambar 3-12.

P r i n s i p pengukuran k o n d u k t i v i t a s h i d r e - . l i k t i d a k j e n u h dengan metoda t a b u n g g a n d a ( K e s s l ~ rd a n O o s t e r b a a n , 1 9 7 4 ) A: penurunan muka a i r pada kedua t a b u n g d i p e r t a h a n k a n sama. B: muka a i r pada tabung l u a r d i p e r t a h a n k a n t e t a p

bawah d a n s e k e l i l i n g t a b u n g d i b e r i a i r sampai j e n u h .

Kemu-

d i a n kedua t a b u n g d i i s i dengan a i r d a n penurunan a i r n y a d i ukur

(he).

S e t e l a h i t u kedua t a b u n g d i i s i k e m b a l i d a n muka

a i r pada t a b u n g l u a r d i p e r t a h a n k a n t e t a p , a i r pada t a b u n g dalam d i u k u r

(hc).

sedang p e n u r u n a n

Karena a d d k e n a i k a n p e r -

p e r b e d a a n a n t a r a muka a i r pada t a b u n g l u a r d a n t a b u n g dalam, i n f i l t r a s i d a r i t a b u n g d a l a m akan d i i m b a n g i

(countered) d e r

ngan k e n a i k a n t i n g g i h i d r o l i k d a r i t a b u n g l u a r .

Hal

i n i akan

mengurangi l a j u penurunan a i r pada tabung dalam.

tiaktu yang

d i p e r g u n a k a n u n t u k m e n g u k u r p e n u r u n a n muka a i r p a d a k o n d i s i A dan

kondisi

E?,

masing-masing

selama 1 2 0 m e n i t .

v i t a s h i d r o l i k d i h i t u n g b e r d a s a r k a n persamaan Secara g r a f i s ,

(3-110)

yanq t e r b e n t u k

(3-110).

a n a l i s i s p e r h i t u n g a n dengan metoda t a b u n g

g a n d a d a p a t d i l i h a t p a d a Gambar 3-13. persamaan

Kondukti-

N i l a i

i n t e g r a l pada

diperkirakan berdasarkan l u a s s e g i t i g a

:

Gambar 3-13.

A n a l i s i s s e c a r a g r a f i s pengukuran dengan metoda t a b u n g qanda ( K e s s l e r d a n O o s t e r b a a n , 1974)

F a k t o r g e o m e t r i C pada persamaan

(3-110)

dipengaruhi

o l e h j a r a k muka a i r t a n a h d a r i t e m p a t p e n g u k u r a n k o n d u k t i v i t a s hidrolik.

Bower

(1961, d a l a m

K e s s l e r dan Oosterbaan

1 9 7 4 ) mengemukakan bahwa a p a b i l a p e r b a n d i n g a n a n t a r a j a r a k muka a i r t a n a h d a r i t e m p a t pengukuran d e n g a n d i a m e t e r bawah t a b u n g b a g i a n dalam l e b i h b e s a r d a r i 3 , rupakan f u n g s i d a r i d/rc

saja

k o n d i s i t e m p a t pengukuran,

(Gambar 3 - 1 2 ) .

S e s u a i dengan

d i mana muka a i r t a n a h s a n g a t

dalam, maka b e r l a k u k e t e n t u a n d i a t a s . t o r g e o m e t r i C dengan d / r c

f a k t o r C h a n y a me-.

Hubungan a n t a r a f a k -

t e r t e r a pada Lampiran 2.

Berdasar h a s i l pengukuran k o n d u k t i v i t a s h i d r o l i k pada percobaan lapang,

n i l a i d i f f u s i v i t a s n y a d a p a t d i h i t u n g de-

n g a n mempergunakan p e r s a m a a n

(3-20).

Gradien hisapan ma-

t r i k s t a n a h d@/de d i h i t u n g b e r d a s a r k a n hubungan a n t a r a h i s a - pan m a t r i s

@ d e n g a n kandungan a i r t a n a h 0 p a d a k u r v a pF.

Eisapan m a t r i k s t a n a h d i h i t u n g b e r d a s a r k a n persamaan polin-

m i a l d e n g a n p a n g k a t yang s e s u a i

.

d i mana Co, CI, C a r 2.2.4.

Cj, C4

Tegangan A i r / H i s a p a n

.....

:

adalah koefisien.

.

M a t r i k s Tanah

Pengukuran h i s a p a n m a t r i k s t a n a h d i l a k u k a n d i l a b o r a t o r i u m Ilmu-Ilmu

Tanah F a k u l t a s P e r t a n i a n IPB.

Berdasar

p e n g u k u r a n h i s a p a n m a t r i k s t a n a h i n i d a p a t d i h i t u n g pF t a n a h

yang merupakan l o g a r i t m a nah.

(logl0)

d a r i h i s a p a n m a t r i k s tar-.

Pada p r i n s i p n y a pengukuran h i s a p a n m a t r i s t a n a h . ada--

l a h dengan memberikan t e k a n a n yang s e t a r a dengan t i n g g i kolom a i r t e r t e n t u pada c o n t o h t a n a h yang d i t e l i t i .

Kemu-

d i a n s e c a r a g r a v i m e t r i s c o n t o h t a n a h t e r s e b u t d i u k u r kandungan a i r n y a . P e n e t a p a n h i s a p a n m a t r i k s t a n a h d i l a k u k a n dengan dua alat, a.

yaitu :

" P r e s s u r e p l a t e a p p a r a t u s " dig&nakan u n t u k rnengukur h i s a p a n m a t r i k s t a n a h yang s e t a r a dengan :

b.

a.1.

t e k a n a n d a r i 1 0 cm t i n g g i kolom a i r

a.2.

t e k a n a n d a r i 100 cm t i n g g i kolom a i r

(pF=2)

a.3.

t e k a n a n d a r i 3 4 6 cm t i n g g i kolom a i r

(pF=2.54)

(pF=l)

" P r e s s u r e membrane a p p a r a t u s " digunakan u n t u k mengukur h i s a p a n m a t r i k s t a n a h yang s e t a r a dengan t e k a n a n d a r i 1 5 8 5 0 cm t i n g g i kolom a i r

(pF=4.2).

D a r i ke empat pengukuran di a t a s d a p a t d i b u a t kurva hubungan a n t a r a p F dengan kandungan a i r t a n a h . 2.2.5.

Kandungan A i r Tanah Kandungan a i r t a n a h d a p a t d i n y a t a k a n s e b a g a i p e r s e n -

volume a t a u p e r s e n - b e r a t

dan d i t e n t u k a n dengan persamaan

( H i l l e l . 1971) :

e, = I

cul~,

- wdywd3

100%

(3-121)

d i mana

:

Bb

= kandungan a i r t a n a h

(%-berat)

0"

= kandungan a i r t a n a h

(%-volume)

pb

= k e r a p a t a n massa t a n a h

pw

= k e r a p a t a n massa a i r

W'

= massa c o n t o h t a n a h s e t i a p p e n g u k u r a n

Wd

= massa c o n t o h t a n a h k e r i n g o v e n

(gr/cm 3 )

(gr/cm 3 ) (gr)

(gr)

P e n g e r i n g a n c o n t o h t a n a h d a l a m o v e n ' d i l a k u k a n p a d a suhu 105

OC

selama

*

24 j a m -

RUang P o r i T o t a l

2.2.6,

Ruang p o r i t o t a l a d a l a h volume s e l u r u h p o r i d a l a m s u a t u volume t a n a h u t u h y a n g d i n y a t a k a n d a l a m p e r s e n .

t o t a l d i h i t u n g d e n g a n persamaan

d i mana

:

ft

s Vs

(Hillel,

= ruang p o r i t o t a l = massa jenis

1971:

Ruang p o r i LPT,

1974) :

(%)

butiran

(gr/cm

3

)

= volume t a n a h = v o l u m e t a b u n g t a n a h

Vso

= volume t a n a h k e r i n g o v e n

V1

= volume l a b u u k u r

3

(cm

3

(cm

)

)

( c m3 )

Va

= volume a l k o h o l

Vw

= volume a i r yang d i u a p k a n

(cm

3

)

(cm

3

)

r

= jari-jari

tabung contoh tanah

(cm)

ts = t i n g g i contoh tanah=tinggi tabung contoh tanah

(cm)

rr = 3 - 1 4 , . .

Besaran p

S

d a n Wd

samaan

(3-121

2.2 -7..

Suhu Tanah

...

s a m a s e p e r t i yang d i d e f i n i s i k a n pada p e r - -

d a n persarnaan

(3-122).

" t e r m o k o p e l CC" d e n g a n a l a t

Suhu t a n a h d i u k u r d e n g a n pencatat

"pen r e c o r d e r "

"chino"

(langsung).

a n dalam ngan 50

OC

0

C,

'

( t i d a k langsung) dan a l a t p e n c a t a t

P e n c a t a t Chino mempunyai s k a l a pembaca-

d e n g a n kemampuan pembacaan d a r i 0 sedangkan p e n c a t a t

0

C sampai d e -

"pen r e c o r d e r " h a r u s d i k a l i -

b r a s i k a n l e b i h d a h u l u u n t u k mendapatkan n i l a i suhu yang sebenarnya.

Penempatan t e r m o k o p e l d a l a m t a n a h d a p a t d i l i h a t

p a d a Gambar 3-14,

d a n s u h u d i u k u r d e n g a n s e l a n g waktu s a t u

jam. 2.2.7.1.

K a l i b r a s i Suhu

I I

S e b a g a i s u h u baku d i p e r g u n a k a n t e r m o m e t e r b i a s a

(tlermo-

m e t e r Hg) yang d i t e m p a t k a n b e r s a m a s a r n a d e n g a n t e r m o k o p ~ e lCC sewaktu d i l a k u k a n k a l i b r a s i .

Kedua a l a t t e r s e b u t d i t e m p a t -

kan pada t e r m o s b e r i s i a i r panas.

Pembacaan d i m u l a i d a r i

s a a t dimasukkan a i r p a n a s k e t e r m o s d a n b e r a n g s u r c a n g s d r m e n u r u n suhunya

d e n g a n menambahkan es.

d a n p e n c a t a t a n pada

Pembacaan t e r m o e t e r

"i

"pen r e c o r d e r " d i l a k u k a n b e r s a m a - s a p a ,

dengan s e l a n g suhu k i r a - k i r a

5

0

C.

P e n c a t a t a n pada

"pe'n re-

c o r d e r " merupakan g a r i s m e n d a t a r yang p a n j a n g s e l a n g n y a

.

Lokasi p e n e m p a t a n t e r m o k o p e l d a l a m tanah

G a m b a r 3-14.

d i t e n t u k a n o l e h p e m a k a i a n s k a l a m i l l i v o l t pada (Gambar 3-15)

.

"pen recorder"

Dengan demikian nilai pembacaan dalam milli-

v o l t adalah m e r u p a k a n h a s i l k a l i panjang g a r i s dengan m i l l i v o l t yang d i p e r g u n a k a n .

but dirubah m e n j a d i mometer

.

OC

skala

K e m u d i a n h a s i l p e r k a l i a n terse-

berdasarkan n i l a i p e m b c a a n pada t e r - -

H a s i l k a l i b r a s i t e r m o k o p e l d a l a m bentuk p e r s a m a a n

dapat d i l i h a t pada G a m b a r 3-16. 2.2.8.

Suhu U d a r a

Suhu u d a r a d i u k u r dengan t e r m o k o p e l dan t e r m o m e t e r . T e r m o m e t e r b o l a basah d a n t e r m o m e t e r bola k e r i n g diperguna; k a n untuk m e n g h i t u n g k e l e m b a b a n u d a r a relatip.

Berdasarkan

t a b e l h u b u n g a n a n t a r a t e r m o r n e t e r b o l a basah d e n q a n s e l i s i h

,

Termome t e r

Skala yang dikalibrasi

Terrno s

Termokopel

CC

Pernutar pernil i han ' s k a l a ( m V )

A i r

P e n c a t a t s u hu (pen r e c o r d e r

Garnbar 3 - 1 5 .

K a l i b r a s i a l a t pengukur dan p e n c a t a t suhu

Tegangan Gambar 3-16.

(In\')

K a l i b r a s i n i l a i suhu d a r i m i l l i v o l t (mv men j ad i O C

termometer

bola b a s a h d a n bola k e r i n g d a p a t d i k e t a h u i k e l e m -

b a b a n relatipnya 6.00

-

(Lampiran 1 ) .

S u h u udara d i u k u r m u l a i j a m

W I B dengan s e l a n g w a k t u s a t u j a m .

18.00

l e m b a b a n udara r a t a - r a t a

Suhu d a n ke-

adalah m e r u p a k a n rataan d a r i n i l a i

pengamatannya.

hraporasi m e l a l u i p e r m u k a a n a i r d i u k u r dengan panci evaporasi t i p e "USWB C l a s s A " b e r d i a m e t e r 1 2 1 . 9 l a m n y a 25.4

cm.

c m d a n da--

Sebagai a l a t pengukur t i n g g i a i r yang m e -

n g u a p d i g u n a k a n "hook gage" berskala 0 - 1 0

mm.

Evaporasi

diukur s e l a m a 24 jam. 2.2.10. .

Radiasi Netto

R a d i a s i n e t t o d i u k u r dengan "portable n e t r a d i o m e t e r "

'merk M i d d l e t o n ,

seri N o . 1 1 1 0

"Portable n e t r a d i o m e t e r "

dan W m i n i n e t r a d i o m e t e r " ;

m e m p u n y a i k e t e l i t i a n 3 % , dipergu-

nakan u n t u k m e n g u k u r r a d i a s i n e t t o d i l a p a n g ,

sedan9 " m i n i

n e t r a d i o m e t e r " dengan k e t e l i t i a n 5% t e r u t a m a d i p e r g u n a k a n pada percobaan l a b o r a t o r i u m .

D a l a m penggunaannya,

a l a t t e r s e b u t dihubungkan dengan a l a t p e n c a t a t

t i t e s t e r " yang m e m p u n y a i s k a l a m i l l i v o l t .

kedua

" d i g i t a l mul-

Dengan d e m i k i a n

" n e t r a d i o m e t e r " t i d a k secara l a n g s u n g m e n g u k u r b e s a r a n e n e r g i r a d i a s i netto.

U n t u k m e n d a p a t k a n besaran r a d i a s i

p e m b a c a a n d a l a m m i l l i v o l t tersebut 2 d i k a l i b r a s i k a n d e n g a n 0 . 0 7 3 m v / m ~ - c m 2 d a n 0 . 3 8 4 mV/mW-cm , n e t t o yang s e s u n g g u h n y a ,

masing-masing

radiometer".

untuk

" m i n i n e t r a d i o m e t e r " dan "portable n e t

Pada p e r c o b a a n yang b e r t a n a m a n , 0.5

m d i a t a s t a j u k tanaman,

pengukuran d i l a k u k a n

s e d a n g pada t a n a h t e r b u k a

pa t a n a m a n ) s a t u m e t e r d i a t a s permukaan t a n a h . d i l a k u k a n m u l a i jam 6.00 t u jam.

N i l a i rat-rata

18.00

*-

(tan-

Pengukuran

WIB dengan s e l a n g waktu say

r a d i a s i n e t t o a d a l a h merupakan rata--

a n d a r i n i l a i pengarnatannya. 2 - 2 - 1 1 . P a n j a n g d a n L e b a r Daun Panjang dan l e b a r daun d i u k u r d a r i s e t i a p daun dalam p o t tanaman c o n t o h .

Ada 24 pot c o n t o h yang d i u k u r d a n s e t i a p p o t

k e r i s i d u a tanaman. kukan s e t i a p minggu.

Pengukuran p a n j a n g d a n l e b a r d a u n d i l a Pada p e r c o b a a n l a p a n g d i l a k u k a n s e j a k

tanaman berumur 28 hari h i n g g a tanaman berumur 7 7 h a r i , pada p e r c o b a a n l a b o r a t o r i u m

sedang

s e j a k tanaman berumur 1 4 h a r i

h i n g g a t a n a m a n kerumur 28 h a r i . Luas d a u n d i h i t u n g t e r d a s a r k a n persamaan

(3-85) d a n l u a s

d a u n t o t a l s e t i a p tanaman a d a l a h merupakan p e n j u m l a h a n d a r i

m a sing-masing

l u a s daunnya

.

Dengan j a r a k tanam 20 cm x

tar ada

*

5 5 555 l u b a n g tanaman.

d i d a s a r k a n pada

P e r h i t u n g a n i n d e k s l u a s daun

:

ILD =

2.2.12.

90 cm, berarti u n t u k s a t u hek-

( l u ~ d d u c (&m_La_h ) 1ubang) ubang l u a s lahan

F a k t o r K e a k t i p a n Akar

Faktor keaktipan akar Nimah d a n Hanks

(1973b)

.

(FKA) d i h i t u n g b e r d a s a r k a n m e t o d a Pengambilan a k a r tanaman pada p e r c o - .

baan l a p a n g d i m u l a i s e j a k tanaman besumur 28 h a r i h i n g g a b e r umur 7 7 h a r i ,

s e d a n g pada p e r c o b a a n l a b o r a t o r i u m se j a k

tanaman

kerumur 1 4 h a r i h i n g q a

t e r u m u r 28 h a r i .

Eerbedanya umur u p .

t u k p e n q a m k i l a n FKA i n i d i s e h h k a n k a r e n a p a d a p e r c o b a a n l a h o r a t o r i u m tanaman t i d a k d a p a t tumbuh l e b i h d a r i 28 h a r i , s e h i n q q a u n t u k mendapatkan d a t a FKA p e r l u d i l a k u k a n p e n g u k u r a n l e b i h awal.

Pada umur t e r s e b u t s e b e n a r n y a tanaman m a s i h k e -

c i l d a n n i l a i i n d e k s l u a s daunnya D a r i f a k t o r tanaman,

d a t a yang d i p e r l u k a n u n t u k menghi-

t u n g t r a n s p i r a s i a d a l a h ILD d a n persamaan

(3-87)

nilai transpirasi

(ILD) m a s i h s a n g a t r e n d a h .

.

Berdasarkan persamaan

(3-86 )

d a p a t d i k e t a h u i bahwa u n t u k m e n d a p a t k a n

( T r ) yang l e b i h b e s a r d a r i n o l ,

h a r u s l e b i h b e s a r d a r i 0.385.

n i l a i ILD

N i l a i tersebut dapat diperoleh

a p a b i l a tanaman t e l a h kerumur- > 28 h a r i

(tercapainya n i l a i

ILD t e r s e b u t b e r g a n t u n g p a d a k e a d a a n tanaman d a n j a r a k tanamnya).

O l e h k a r e n a pertumbuhan tanaman k e d e l a i d i l a p a n g c u -

k u p b a i k d a n d a p a t m e n c a p a i umur l e b i h d a r i 90 h a r i , maka p e n g u k u r a n FKA maupun ILD d i l a k u k a n s e j a k tanaman Oerumur 2 8 hari

. Penqukuran b e r a t a k a r u n t u k s e t i a p p e r i o d e d i l a k u k a n

t e r h a d a p a k a r d a r i 6 c o n t o h tanaman.

r i tanah/quludan, tanahnya.

.,

Sesudah pengambilan d a -

a k a r d i c u c i dengan a i r u n t u k m e n g h i l a n q k a n

Kemudian d i p o t o n g u n t u k s e t i a p kedalaman 5 c m d a n

s e l a n j u t n y a u n t u k menqhilangkan a i r n y a , lam oven denqan suhu 1 0 5 uraikan d i atas.

0

a k a r d i k e r i n q k a n da-

C s e l a m a 24 j a m .

Seperti t e l a h di-

b e s a r n y a a i r yang d a p a t d i s e r a p u n t u k s e t i a p

kedalaman t a n a h d i t e n t u k a n o l e h k e a k t i p a n aka.rnya.

Penqabuan

merupakan s a l a h s a t u c a r a u n t u k d a p a t m e n g e t a h u i b e s a r n y a b a g i a n a k a r yang a k t i p menyerap a i r

(Nimah d a n Hanks,

L973k).

S i s a pengabuan a d a l a h merupakan b a g i a n d a r i a k a r yang t i d a k a k t i p , k a r e n a rnerupakan sel-sel m a t i yang t e r b e n t u k d a r i senyawa-senyawa

yang t a h a n t e r h a d a p

suhu t i n g g i

.

Dengan demi-

k i a n a k a r yang t e l a h d i k e r i n g k a n d a l a m o v e n l a l u d i t i m b a n g (A gram)

625

OC

dan s e l a n j u t n y a diabukan dalam t a n u r dengan suhu

s e l a m a 4 jam.

ngan kemampuan 0 Cali

-

T a n u r yang d i g u n a k a n merk TOY0 OPM d e -

1200

OC.

S e t e l a h diabukan,

( B g r a m ) d a n berat h k a r a k t i p a d a l a h

d i t i m b a n g kem-

( A a E ) gram.

setiap k e d a l a m a n a d a l a h merupakan p e r b a n d i n g a n / n i s b a h

FKA antara

b e r a t a k a r a k t i p n y a dengan t o t a l b e r a t a k a r a k t i p . 3. P e n g o l a h a n D a t a

Pats d i l a k u k a n d e n g a n b a n t u a n komputer d a l a m

Pengolahan b a h a s a EASIC.

P e r h i t u n g a n utama yang membutuhkan b a n t u a n kom-

p u t e r a d a l a h p e r h i t u n g a n p e r u h a h a n kandungan a i r t a n a h d a n ba-g a n a l i r p e r h i t u n g a n n y a d i s a j i k a n pada G a m b a r 3-a7. B e r d a s a r k a n bagan a l i r t e r s e b u t , yang m e n j a d i s u b p r o g r a m

(GOSUB), y a i t u

r a s i dan t r a n s p i r a s i p o t e n s i a l ,

a1 a k a r t a n a m a n .

ada f e b e r a p a p e r h i t u n g a n

(1) p e r h i t u n g a n e v a p o -

serta' ' ( 2 ) p e r h i t u n g a n p o t e n s i -

S e l a i n i t u hanbuan komputer d i g u n a k a n j u g a

d a l a m menghitung k o n s t a n t a d i f f u s i v i t a s d a n k o e f i s i e n persamaa n k u r v a pF.

Program komputer p e r h i t u n g a n kandungan a i r t a r -

n a h t e r t e r a p a d a Lampiran 3 . 3.1.

Kestabilan Perhitungan Untuk mandapatkan k e s t a b i l a n d a l a m p e r h i t u n g a n d e n g a n

menggunakan metoda beda t e r b a t a s kan s u a t u k o n d i s i pembatas.

( f i n i t e difference), diperlu-

Remson e t a 1

( 1 9 7 1 ) mengemukakan

cambar

3 -17.

Bagan a l i r

perhitungan

kandungan

a i r tanah

kestakilan tersebut dapat diperoleh apabila

*

D At -----

{Az

4

:

0.5

E a t a s a n i n i d i p e r g u n a k a n d i dalarn p r o s e s p e r h i t u n g a n s e l a n j u t r

3.2.

Penyusunan M a t r i k s ~ ' e r h i t u n g a n P e r h i t u n g a n perubahan kandungan a i r t a n a h pada waktu t + l

d i d a s a r k a n pada n i l a i kandungan a i r pada waktu t. perhitungan rnultan,

Oleh karena

s e c a r a n u m e r i k m e m e r l u k a n p e n y e l e s a i a n secara s*--

maka b e r d a s a r k a n p e r s a m a a n

(3-33)

p e r u t a h a n kandungan

a i r t a n a h u n t u k s e l u r u h t i t i k y a n g d i h i t u n g d i l a k u k a n secara simultan pula.

Untuk i t u p e r l u d i s u s u n m a t r i k s b a g i k e d e l a -

p a n p u l u h t i g a t i t i k yang d i h i t u n g p e r u b a h a n k a n d u n g a n a i r n y a dengan susunan s e b a g a i b e r i k u t

:

e-

-

N

Eerdasarkan

s u s u n a n m a t r i k s d i a-tas,

-

matriks

F_ m e r u p a k a n be-

8

s a r a n y a n g belum d i k e t a h u i d a n y a n g a k a n d i h i t u n g . saran

dapat dihitung,

8_

Agar be-

m a t r i k s N_ d i u b h m e n j a d i m a t r i k s

k e b l i k a n d a n m a t r i k s F_ d i p i n d a h k a n u n t u k m e n g g a n t i k a n t e m pat matris menjadi

:

8, d e m i k i a n

pula sebal iknya,

sehingga susunannya

Kemudian d e n g a n t e k n i k penyapuan dapat dihitung. .&la

(elimination), n i l a i 9

t+l

I t e r a s i dalam p e r h i t u n g a n a k a n h e r h e n t i a p z -

t e l a h t e r c a p a i k e s e i m h n g a n kandungan a i r d a l a m g u l u d a n

a t a u t a n a h t e l a h menjadi jenuh. 3.3.

Ferhitunqan

Konstanta D i f f u s i v i t a s

Berdasarkan h a s i l pengukuran d i f f u s i v i t a s d i l a b o r a t o r i um d a p a t d i t e n t u k a n hubungan a n t a r a kandungan a i r t a n a h d e n g a n j a r a k p e r e s a p a n a i r x pada waktu t.

(8)

Hubungan t e r s e b u t

d i p e r g u n a k a n s e b a g a i masukan d a t a u n t u k menghitung d i f f u s i v i -

t a s dan k o n s t a n t a d i f f u s i v i t a s .

b r d a s a r k a n persamaan

(3-117)

b e s a r n y a d i f f u s i v i t a s u n t u k s e t i a p n i l a i kandungan a i r t a n a h dengan s e l a n g j a r a k

A x dapat dihitung.

Setelah n i l e i diffusi-

v i t a s d i p e r o l e h , kemudian n i l a i d i f f u s i v i t a s minimum d i t e n t u k a n d a n d e n g a n mempergunakan persamaan t a diffusivitasnya dapat dihitung. d i s a j i k a n pada Gambar 3-18 r a pada Lampiran 4 .

,

(DMIN)

(3-90) k o n s t a n -

Bagan a l i r p e r h i t u n g a n n y a

s e d a n g program komputernya t e r t e -

'7 Mulai

Tentukan waktu t d a n K . a i r .minimum

I Baca d a t a dan g a r a k x

Hitung

Hitung d i f f u s i v i t a s berdasar persamaan ( 3 - 1 1 7 )

D i ffusivitas minimum (DM~M) I

Hitung k o n s t a n t a d e n g a n persamaan (3-90) I

Tulis hasil perhitungan

I

Gambar 3 - 1 8 .

Eagan q l i r p e r h i t u n g a n d i f f u s i v i t a s dan k o n s t a n t a d i f f u s i v i t a s

D i f f u s i v i t a s merupakan f u n g s i kandungan a i r t a n a h , b i n g g a u n t u k s e t i a p p e r u b a h a n kandungan a i r , tanya akan berbeda.

se-

n i l a i konstarr--

S e b a g a i p e n g g a n t i penggunaan n i l a i k o n s -

t a n t a yang b e r b e d a b e d a i n i d i p e r g u n a k a n s a t u n i l a i k o n s t a n ta

rata-ratap

Nilai konstanta rata-rata

sar m e t o d a k u a d r a t t e r k e c i l

i n i d i h i t u n g berda-

( l e a s t s q u a r e method),

p u n y a i t i n g k a t k e s a l a h a n yang m i n i m a l . i n i dimasukkan k e dalam p e r s a m a a n

a g a r mem-

Kemudian k o n s t a n t a

(3 -90) y a n g d i p e r g u n a k a n

u n t u k m e n g h i t u n g p e r u b a h a n kandungan a i r pada g u l u d a n t a n a m a n . 3.4.

P e r h i t u n g a n K o e f i s i e n P e r s a m a a n Kurva PF S e p e r t i d i s e b u t k a n pada p e n g u k u r a n k o n d u k t i v i t a s h i d r o - -

lik,

hisapan matriks tanah

(3-119)

(@)

d i h i t u n g berdasarkan persamaan

s e d a n g d@/de b e r d a s a r k a n persamaan

(3-120).

Hukungan a n t a r a h i s a p a n m a t r i k s d e n g a n kandungan a i r t a n a h d a p a t d i h i t u n g d a r i k u r v a pF yang d i n y a t a k a n d e n g a n per* samaan p o l i n o m i a l p a n k a t n,

E e r d a s a r k a n persamaan p o l i n o m i a l

t e r s e t u t d a p a t d i s u s u n n + l p e r s a m a a n d e n g a n n + l k o e f i s i e n yang akan d i h i t u n g nila,inya.

Kemudian d e n g a n m e n g h i t u n g m a t r i k s

k e b a l i k a n n y a d a n d e n g a n c a r a t e k n i k penyapuan, e f i s i e n tersebut dapat dihitung.

nilai-nilai

ko-

Bagan a l i r p e r h i t u n g a n u n t u k

menetapkan n i l a i k o e f i s i e n pezsamaan k u r v a pF i n i d i s a j i k a n p a d a Gambar 3-19

dan program komputernya

t e r t e r a p a d a Lampiran

5. Berdasarkan persamaan

(3-221,

d i f f u s i v i t a s D (13) d a n kon-

duktivitas hidrolik K ( 8 )

dipergunakan untuk menghitung p e r u b ~

han kandunqan a i r t a n a h .

O l e h k a r e n a pada p e r c o b a a n l a b o r a t o - -

r i u m yang d i u k u r hanya D ( B ) ,

s e d a n g pada p e r c o b a a n l a p a n g

7 Mulai

Baca d a t a Kandungan a i r ( 8 ) dan h i s a p a n m a t r i k s t a n a h (9) untuk persamaan p o l i n o m i a l pangkat n

I

I

Susun m a t r i k s

I91 ICI = 191

I

Hitung matriks kebalikan

nilai

I

Hitung koefisien

Tulis koefisien C1, C Z . ~ . - . . . C n I

cl? Berhenti

Gambar 3 - 1 9 .

Bagan a l i r p e r h i t u n g a n n i l a i k o e f i s i e n persamaan hubungan a n t a r a kandungan a i r dengan h i s a p a n m a t r i k s tanah

h a n y a K ( B ) , maka b e r d a s a r k a n p e r s a m a a n n i l a i D(B) a t a u K ( 0 ) d a p a t d i h i t u n q ,

(3-20)

d a n k u r v a pF,

a p a b i l a s a l a h s a t u besa-

ran tersebut t e l a h diukur. Perhitungan Potensial/Hisapan

3.5.

Akar E f e k t i p

(HR)

.

H i s a p a n a k a r i n i m e n u n j u k k a n b e r a p a b e s a r kemampuan a k a r d a l a m m e n y e r a p a i r t a n a h u n t u k memenuhi k e b u t u h a n t r a n s p i r a s i potensialnya.

Dalam p e r h i t u n g a n ,

p e n y e r a p a n a i r o l e h a k a r ta-

naman m e l i p u t i d a e r a h p e r a k a r a n n y a d a n b e s a r n y a transpirasi potensial.

s e t a r a dengan

Dengan d e m i k i a n p e n y e r a p a n a i r o l e h

a k a r merupakan penjumlahan penyerapan a i r d a r i s e t i a p t i t i k yang d i h i t u n g p e r u b a h a n kandungan a i r n y a , (3-24 )

Sw =

men j a d i

2

.*

1=1 j = l

sehingga persamaan

:

( H R + ~ . O S Z-Ri )

.)Kin jFKAi ,J

. I / [ ( z i p j+l-zi,

j-l , / 2 1

r J

(3-129)

.

E e s a r a n FKF. sama d e n g a n M p a d a p e r s a m a a n (3-24 ) i ,J i,j Berdasarkan persamaan d i a t a s , adanya penyerapan a i r o l e h a k a r juga d i t e n t u k a n o l e h f a k t o r keaktipan akarnya mukaan t a n a h

(z=O), t i d a k t e r d a p a t a k a r ,

penyerapan a i r juga Perhitungan

s a m a dengan no1

.

ER d i l a k u k a n b e r d a s a r k a n k o n d i s i awal d a n se-

y a i t u menetapkan dahulu n i l a i dugaannya.

nakan n i l a i duqaan i n i , an

(3-129).

sampai n i l a i sial

.

(Tr)

Pada per-.

s e h i n g g a FKA=O, d a n

s u a i dengan perubahan kandungan a i r t a n a h n y a , rasi,

(FKA).

d e n g a n cara iteDengan mengqu--

n i l a i SW d i h i t u n g b e r d a s a r k a n persama-

I t e r a s i d i l a k u k a n d e n q a n m e r u b a h n i l a i HR d u g a a n S W terhitung

Pada waktu

sama d e n g a n n i l a i t r a n s p i r a s i

S-Tr,

poten-

n i l a i HR d u q a a n a d a l a h Sa'ma

d e n g a n n i l a i HR y a n g s e b e n a r n y a . d i s a j i k a n p a d a Gambar 3-20

Bagan a l i r p e r h i t u n g a n

m

dan program komputernya tertera

p a d a L a m p i r a n 3. 4.

W k t u dan Lokasi Percobaan Percobaan d i l a k s a n a k a n d i l a b o r a t o r i u m dan d i l a p a n g .

Percobaan l a b o r a t o r i u m dilaksanakan d i laboratorium J u r u s a n M e k a n i s a s i P e r t a n i a n FATETA IPB, s e d a n g p e r c o b a a n l a p a n g d i l a k s a n a k a n d i Darmaga

(Cangkurawok) yang merupakan b a g i a n

d a r i k e b u n p e r c o b a a n IPB.

P e r c o b a a n d i l a k s a n a k a n m u l a i bu--

I a n A p r i l 1986 s a m p a i dengan b u l a n A p r i l 1987.

+

(

)

GOSU B Perhityngan

Tentukan

Kandungan a i r tanah ( 8 ) kedalaman ( z ) , t r a n s p i -

Eitung K ( 8 ) dengan p e r s

.

(3-20 a t a u dengan p e r s . ( 3 - 9 1 ) H denqan p e r s . (3-119)

Tentukan s e l a n g

Hitung penyerapan a i r s e t i a p l a p i s a n , POT I (I = 1,2,3 *,7)

,.....

1

1 ~ u m l a h k a n POT s e t i a p lapisan sw==POT(l)+. .+POT(7)

..

Gamtar 3 - 2 0 .

Bagan a l i r perhitungan hisapan akar e f e k t i p , HR