PENGELOLAAN RESAPAN AIR DAS

(INFILTRASI)

DR.IR.APRISAL, M.SIFPUA

Pengertian Infiltrasi

• proses masuknya lapisan air kedalam

tanah lewat permukaan tanah, oleh sebab

itu besarnya infiltrasi ini dipengaruhi oleh

keadaan lapisan permukaan permukaan

tanah.

Kadar Air Tanah

• Kandungan air yang ada di dalam lapisan tanah dimana

air dapat bergerak ke atas permukaan tanah sebagai air

kapiler dan juga dapat bergerak ke bawah sebagai air

gravitasi disebut moisture tanah. Gerakan air ini

dimungkinkan karena adanya teksture tanah pada

lapisan tanah tersebut. Dengan adanya gerakan air pada

lapisan tanah ini maka keseimbangan air moisture tanah

mengalami perubahan. Perubahan moisture tanah dapat

ditulis seperti dalam persamaan 5.1.

mc = f + c – d - e (5.1) dimana : • mc = perubahan moisture content • f = kapasitas infiltrasi (besarnya peresapan dari

permukaan tanah) • c = besarnya volume air yang merembes dari

daerah kapiler

• d = kapasitas perkolasi (besarnya

perembesan ke lapisan tanah

dibawahnya). • e = besarnya evapotranspirasi permukaan

tanah terbuka atau tertutup tumbuhan

• Setiap permukaan tanah mempunyai daya serap yang kemampuannya berbeda-beda dilihat dari kondisi tanah dan lapisan penutup permukaannya. Kemampuan permukaan tanah untuk menyerap air hujan yang jatuh diatasnya disebut kapasitas infiltrasi yang dinotasikan sebagai f.

• Bila intensitas hujan (I) lebih kecil dari kapasitas infiltrasi

awal (fo) maka seluruh air hujan yang jatuh diatas

permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah dan tidak

terjadi aliran di atas permukaan tanah. Sedang bila I lebih

besar dari pada fo, maka sebagian air hujan akan

meresap kedalam tanah sebesar fo dan sisanya akan

mengalir di atas permukaan tanah. Pada keadaan yang

pertama besarnya f sama dengan I, sedang pada keadaan

yang kedua besarnya f sama dengan fo pada awal hujan.

Bila hujan masih terjadi maka besarnya f akan turun

terhadap waktu dan intensitas hujan.

• Faktor - faktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi adalah :

Ketinggian lapisan air di atas permukaan tanah macam tanah (tanah liat, tanah berpasir dan lain sebagainya) banyaknya moisture tanah yang sudah ada dalam lapisan tanah keadaan permukaan dan penutup tanah.

• bila f > d, maka selang Δt, fo akan turun, sedang bila f < d maka selang Δt, fo akan naik.

• Gambar 5.1. Hubungan perkolasi dan kapasitas infiltrsi

Gambar Infiltrasi dan Perkolasi

• 5.4. Pengukuran Kapasitas Infiltrasi 5.4.1. Infiltrometer

• Alat pengukur kapasitas infiltrasi yang terdiri dari 2 macam ring pendek yang mempunyai jari-jari berlainan tetapi dipasang koncentris disebut “ring infiltrometer”.

• Dalam pengukuran kapasitas infiltrasi, air di ring bagian tengah yang mempunyai jari-jari lebih pendek selalu dipertahankan tetap tinggi genangannya. Sedang air di ring bagian luar berfungsi sebagai penjenuh tanah sekitarnya agar rembesan dari ring bagian tengah betul-betul arah vertikal.

• Jumlah air yang harus ditambahkan kedalam ring bagian tengah untuk mandapatkan tinggi genangan yang tetap setelah Δt, adalah besarnya kapasitas infiltrasi yang terjadi. Tabel 5.1 adalah suatu penyelesaian perhitungan percobaan kapasitas infiltrasi dari suatu permukaan tanah dengan menggunakan ring infiltrometer yang luas permukaan bagian tengah (A) = 962 cm2.

• Persamaan Horton

• Untuk memberikan gambaran besarnya kapasitas infiltrasi akibat hujan pada suatu daerah aliran dengan segala karakternya maka Horton mengemukakan persamaan sebagai berikut :

f = fc + (fo - fc)e-k . t (5.2) dimana : f = kapasitas infiltrasi pada saat t (mm/jam) fc = kapasitas infiltrasi pada saat t besar (mm/jam) fo = kapasitas infiltrasi pada saat t = 0 (mm/jam) t = waktu mulai terjadi hujan (menit) K = konstanta untuk jenis tanah dan permukaannya (menit -1)

• fo dan fc keduanya tergantung dari jenis tanah dan lapisan permukaannya. Sebagai contoh untuk tanah gundul berpasir akan mempunyai harga fo dan fc yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanah gundul jenis lempung.

• fc juga merupakan fungsi kemiringan medan dan moisture content awal. Selain itu fc juga merupakan fungsi dari intensitas hujan. Bila intensitas hujan naik, maka harga fc pun akan naik. Parameter ini mempunyai efek lebih besar terhadap fc dari pada parameter lainnya. Gambar 5.4 menunjukkan variasi kapasitas infiltrasi akibat tiga parameter tersebut diatas.

Laju infiltrasi pd jenis tanah

• Harga K tergantung dari texture permukaan tanah. Bila dilapisi tumbuhan dikatakan K lebih kecil dibanding texture permukaan tanah yang agak halus. Permukaan tanah yang gundul mempunyai harga K yang lebih besar.

• Didalam gambar 5.4 (a) terlihat bahwa penurunan kapasitas infiltrasi terjadi selama hujan mempunyai intensitas I > f, ini merupakan kejadian pada umumnya. Tetapi bila I < f maka lengkung kapasitas infiltrasi tidak mengalami tidak mengalami penurunan secara kontinyu seperti ditunjukkan pada gambar 5.5 (b)

• Bila I > f maka persamaan Horton (pers. 5.2) dapat diberlakukan untuk menghitung kapasitas infiltrasi selang waktu t setelah hujan. Sedang bila I < f persamaan Horton tidak dapat diberlakukan. Persamaan Horton dapat dirubah dalam bentuk yang sederhana dimana juga dapat dipakai menghitung kapasitas infiltrasi selang waktu t setelah hujan bila I < f. Penurunan persamaan adalah sebagai berikut :

• Luas lengkung yang diarsir F adalah : • (5.3) • dari persamaan (5.2) maka substitusi ke

persamaan (5.3) diperoleh :

• untuk kejadian I < f maka dapat disubstitusikan f = I maka persamaan (5.5) menjadi :

• persamaan 5.7 dapat diberlakukan untuk menghitung kapasitas infiltrasi pada waktu t untuk keadaan I < f.

Infiltrometer

Single ring infiltrometer

Double ring infiltrometer