BAB III. INFILTRASI DAN PERKOLASI A. Pendahuluan Pada bab ini akan dipelajari tentang pengertian infiltrasi dan perkolasi serta cara pengukuran kapasitas infiltrasi. Tujuan yang ingin dicapai (TIK) setelah mengikuti materi ini adalah mahasiswa akan dapat : a. Menjelaskan pengertian infiltrasi dan perkolasi dengan benar. b. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi daya infiltrasi dengan benar. c. Menentukan kapasitas infiltrasi dengan benar. B. Penyajian 3.1. Pengertian Infiltrasi dan Perkolasi Infiltrasi adalah perpindahan air dari atas ke dalam permukaan tanah. Kebalikan dari infiltrasi adalah rembesan (seepage). Perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari zona tidak jenuh, yang terletak di antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah (zona jenuh). Daya infiltrasi f adalah laju infiltrasi maksimum yang dimungkinkan, yang ditentukan oleh kondisi permukaan, termasuk lapisan atas tanah. Besarnya daya infiltrasi f dinyatakan dalam mm/jam atau mm/hari. Daya perkolasi p adalah laju perkolasi maksimum yang dimungkinkan, yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak jenuh, yang terletak di antara permukaan tanah dengan permukaan air tanah. Untuk memperjelas arti f p dan p p diperlihatkan pada Gambar 3.1. dan Gambar 3.. di bawah ini. kerikil Tanah liat Tanah liat Muka air tanah kerikil Muka air tanah Gambar 3.1. Gambar 3.. 36
Gambar 3.1. akan menghasilkan daya infiltrasi yang besar, tetapi daya perkolasinya kecil, karena lapisan atasnya terdiri dari lapisan kerikil yang mempunyai permeabilitas tinggi dan lapisan bawahnya terdiri dari lapisan tanah liat yang relatif kedap air. Sedangkan Gambar 3.. akan menghasilkan daya infiltrasi yang kecil tetapi daya perkolasinya tinggi, karena lapisan atasnya terdiri dari lapisan kedap air dan lapisan bawahnya tiris. 3.. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah : a. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh b. Kelembaban tanah c. Pemampatan oleh curah hujan d. Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus e. Pemampatan oleh orang dan hewan f. Struktur tanah g. Tumbuh-tumbuhan h. Udara yang terdapat dalam tanah 3.3. Penentuan Kapasitas Infiltrasi Untuk penentuan kapasitas infiltrasi dapat digunakan cara dengan menggunakan alat ukur infiltrasi dan cara dengan menggunakan analisa dari hidrograf. Cara yang pertama adalah cara mengukur laju infiltrasi. Air dituangkan pada suatu bidang pengujian yang kecil dengan menggunakan alat ukur infiltrasi. Cara ini hanya cocok untuk pengujian perbandingan yang dilaksanakan dengan membatasi beberapa buah factor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi.untuk cara kedua, jika terdapat data yang teliti mengenai variasi intensitas curah hujan dan data yang kontinu dari limpasan yang terjadi, maka kapasitas infiltrasi dapat diperoleh dengan ketelitian yang cukup tinggi. Dengan kapasitas infiltrasi yang diperoleh ini, maka hidrograf dari dari limpasan yang disebabkan oleh suatu curah hujan yang terjadi pada kondisi yang sama dalam daerah pengaliran itu dapat ditentukan dengan ketelitian yang baik. Di sini diperlihatkan modifikasi cara perhitungan kurva f dalam daerah pengaliran yang kecil antara 1 sampai 10 ha yang disarankan oleh Dr. W.W. Horner dan Dr. L.L. Loyd. 37
Tabel 3.1. Data Curah Hujan Waktu Jam (menit) Curah Hujan (mm) Intensitas Curah Hujan (mm/jam) 5.43-5.48 5 1.3 15.7 5.48 5.50 1.8 53.6 5.50 5.55 5 4.8 57.7 5.55 5.57.0 60.5 5.57 6.00 3 0.5 10.4 6.00 6.06 6 4.3 4.7 6.06 6.1 6 1.8 17.8 6.1 6.38 6 - - Waktu Jam (menit) Curah Hujan (mm) 6.38 6.44 6 5. 5.1 6.44 6.50 6 1.5 15.0 6.50 7.00 10 0.8 4.8 Sumber : Sosrodarsono, Hidrologi,003 Intensitas Curah Hujan (mm/jam) Tabel 3.. Data Pengukuran Debit Waktu Debit Catatan Waktu Debit Catatan (m 3 /dt) (m 3 /dt) 5.55 0.00 Permulaan debit 6.9 0.001.57.015.35.001.58.033.40 - Akhir debit 6.01.06 Debit puncak.43 - Permulaan debit.03.043.44.003.05.09.46.035.06.04.47.076.07.031.49.085 Puncak debit.08.04.51.067.10.058 Debit puncak.54.051.1.051.57.09.13.036 7.00.00.16.03.04.010.0.007.09.005.4.003.14.001 Sumber : Sosrodarsono, Hidrologi,003 38
Contoh Soal Pengukuran Infiltrasi : Percobaan infiltrasi dilakukan dari sebuah plot dengan ukuran 4 m x 1,5 m. Setelah tercapai keseimbangan ternyata run-off telah konstan sebesar 0,5 liter/dtk. Intensitas hujan buatan 50 mm/jam. Pertanyaan : a. Berapakah run-off dalam mm/jam b. Berapakah f c (ultimate infiltration capacity) dalam mm/jam c. Berapakah detensi permukaan apabila run-off setelah hujan berhenti sebagai berikut Waktu (menit) Run-off (ltr/dtk) 0 0,50 5 0,5 10 0,13 15 0,05 0 0,00 Asumsi : dapat dimisalkan bahwa perbandingan antara run-off dan infiltrasi sesudah hujan berhenti = pada saat hujan berhenti. Penyelesaian Intensitas hujan buatan = 50 mm/jam Luas plot = 4 x 1,5 = 50 m Debit hujan yang jatuh di atas plot = 50.10-3 m/jam x 50 m =,5 m 3 /jam = 0,6944 ltr/dt Setelah balance(seimbang) run-off = 0,5 ltr/dt Maka : a. Run-off = 0,50 0,6944 x 50 mm/jam = 36 mm mm/jam b. Kapasitas infiltrasi = f c = intensitas runoff = 50 36 = 14 mm/jam = 0,1944 ltr/dtk 39
c. Detensi permukaan = jumlah runoff setelah hujan berhenti + jumlah infiltrasi setelah hujan berhenti = ketinggian air pada plot setelah balance Kurva Detensi Permukaan fc (lt/dt) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0. 0.1 0 0 5 10 15 0 5 30 t (menit) Gambar 3.4. Kurva hubungan antara kapasitas infiltrasi dengan waktu Detensi permukaan = luas curve runoff + luas curve infiltrasi Perhitungan luas dilakukan dengan pendekatan saja, yaitu tiap bagian dianggap trapezium. (0,5 + 0,1944) + (0,5 + 0,097) Luas I = x (5 0). 60 = 156,4 liter (0,5 + 0,097) + (0,13 + 0,0505) Luas II = x (10 5). 60 = 79,16 liter (0,13 + 0,0505) + (0,05 + 0,0194) Luas III = x (15 10). 60 = 37,49 liter (0,05 + 0,0194) + 0 Luas IV = x ( 15). 60 = 10,41 liter Luas total curve = 83,3 liter = 0,833 m 3 0,833 Detensi permukaan = = 0,0057 m = 5,7 mm 50 40
C. Penutup Soal-Soal 1. Jelaskan pengertian dari infiltrasi dan perkolasi!. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi daya infiltrasi! 3. Percobaan infiltrasi dilakukan dari sebuah plot dengan ukuran 5 m x 5 m. Setelah tercapai keseimbangan ternyata run-off telah konstan sebesar 0,7 liter/dtk. Intensitas hujan buatan 60 mm/jam. Pertanyaan : a. Berapakah run-off dalam mm/jam b. Berapakah f c (ultimate infiltration capacity) dalam mm/jam c. Berapakah detensi permukaan apabila run-off setelah hujan berhenti sebagai berikut Waktu (menit) Run-off (ltr/dtk) 0 0,40 5 0,0 10 0,10 15 0,05 0 0,00 Daftar Pustaka Soemarto,C.D.,1999, Hidrologi Teknik, Erlangga, Jakarta Sosrodarsono, 003, Hidrologi untuk Pengairan, Departemen pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. Daftar Istilah Zona Laju Hidrograf Kurva 41
Run-off 4