INFILTRASI & PERKOLASI

BAB 4

INFILTRASI DAN PERKOLASI

4.1. Pengertian Infiltasi dan Perkolasi

Infiltrasi adalah perpindahan air dari atas ke dalam permukaan tanah. Sedangkan Perkolasi adalah gerakan air kebawah zona tidak jenuh, yang terletak diantara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah (zona jenuh). Besarnya daya infiltrasi  dinyatakan dalam mm/jam atau mm/hari. Daya perkolasi adalah laju perkolasi maksimum yang besarnya dipengaruhi oleh susunan lapisan tanah dalam zona tak jenuh yang terletak diantara tanah dengan permukaan air tanah.

4.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi :

a.       Dalamnya genangan diatas permukaan tanah dan tebal lapisan yang  jenuh.

b.      Kelembaban tanah.

c.       Pemampatan oleh curah hujan.

d.      Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus.

e.       Pemampatan karena aktifitas manusia atau hewan.

f.       Lapisan tanah.

g.      Adanya tumbuhan atau pepohonan.

h.      Kandungan udara yang terdapat didalam tanah.

4.3. Penentuan Kapasitas Infiltrasi

Dengan menggunakan alat ukur infiltrasi untuk mengukur laju infiltrasi dan cara dengan menggunakan analisa dari hidrograf, jika terdapat data yang lebih teliti mengenai variasi intensitas curah hujan dan data yang continue dari limpasan yang terjadi, maka kapasitas infiltrasi dapat diperoleh dengan ketelitian yang cukup tinggi.

4.4. Pengukuran Evaporasi

a.       Atmometer

Atmometer adalah standar untuk mengukur evaporasi dari permukaan basah. Alat ini digunakan untuk tujuan-tujuan klimatologis guna mengetahui kemampuan mongering udara. Permukaan basah diberikan oleh benda berpori yang dibasahi air, yang ditempatkan dalam suatu wadah. Ada beberapa jenis atmometer yaitu : Atmometer piche, Atmometer Livingstone, Atmometer Black Bellani.

b.      Panci penguapan

Panci penguapan dibuat untuk meniru kondisi evaporasi permukaan air bebas. panic evaporasi dapat dipasang sebagai berikut : diatas permukaan tanah, ditanam di dalam tanah, mengambang diatas air.

c.       Mengukur radiasi matahari

Kebanyakan stasiun pencatat meterologi dilengkapi dengan radiometer untuk mengukur gelombang pendek radiasi yang masuk dari matahari/ angkasa dan radiasi netto yang dipantulkan. Radiasi netto sangat penting untuk studi tentang evaporasi.

d.      Mengukur kecepatan angin

Kecepatan angin diukur dengan aremometer, sedangkan untuk mengukur arah angin dengan menggunakan kipas berbaling-baling.

4.5. Perhitungan Evaporasi

Perhitungan evaporasi menggunakan rumus empiris “penman”, untuk menghitung evaporasi :

E = 0,35 x (ea-ed) x (1+V/100)

Keterangan :

E          = Evaporasi (mm/hari)

ea        = Tekanan uap air jenuh pada suhu rata-rata harian ( mm/Hg)

ed        = Tekanan uap air sebenarnya (mm/Hg)

v          = Kecepatan angin pada ketinggian 2m diatas permukaan tanah (mile/hari)

Tabel tekanan uap jenuh

0 ͦ C	P (mm/Hg)
-60	0,0008
-40	0,096
-20	0,783
-10	1,964
-1	4,220
0 (air + es +  uap)	4,580
10	9,21
20	17,55
30	31,86
40	55,40
50	92,6
60	149,6
80	355,4
100	760,0 (1 atmosfer)
110	1074
125	1740
200	11650
250	29770
300	64300
350	123710

Contoh:

Suhu bola kering 50 ͦ C, suhu bola basah 25 ͦ C, kelembaban relatif 70% dan kecepatan angin 2 m/dt.Hitunglah besar evaporasi dari data tersebut ?

Penyelesaian :

Suhu bola kering 50 ͦ C, dari tabel tekanan uap jenuh diatas dipoeroleh suhu rata-rata harian, ea : 92,6 mm/Hg. Tekanan uap sebenarnya adalah, ed : 92,6 mm/Hg x 70% = 64,82 mm/Hg. Kecepatan angin : ( 2 m/dt  x 24jam x 60 menit x 60 detik) / 1600 m/mile = 108 mile/hari.

Diperoleh  besarnya Evaporasi “E” adalah

E = 0,35 x (ea-ed) x (1+V/100)

   = 0,35 x (92,6 – 64, 82) x ( 1+108/100)

E = 20 mm/hari.

4.6. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah penguapan yang terjadi dari permukaan lahan yang tertutup dengan tumbuhan. Jumlah kadar air yang hilang dari tanah oleh evaporasi tergantung pada :

a.       Persediaan air yang cukup (hujan, dan lain-lain).

b.      Faktor-faktor seperti suhu, kelembaban, dan lain-lain.

c.       Tipe dan cara kultivasi tumbuh-tumbuhan.

4.7. Kurva Detensi Permukaan

Detensi permukaan : luas curve runoff + luas curve infiltrasi. Perhitungan luas dilakukan dengan pendekatan saja, yaitu tiap bagian dianggap trapesium.

Luas 1 = (0,5+0,1944) + (0,25+0,0972) / 2 x (5-0) x 60

= 156,16 liter.

Luas 2 = (0,25+0,0972) + (0,13+0,0505) / 2 x (10-5) x 60

            = 79,16 liter.

Luas 3 = (0,13+0,0505) + (0,05+0,0194) / 2 x (15-10) x 60

            = 37,49 liter.

Luas 4 = (0,05+0,0194) + 0 / 2 x (20-15) x 60

            = 10,41 liter.

Luas total curve = Luas 1 + Luas 2 + Luas 3 + Luas 4

    = 156,16 liter + 79,16 liter + 37,49 liter + 10,41 liter

    = 283,3 liter

    = 0,2833 mᶾ

Detensi Permukaan = 0,2833 / 50

                                 = 0,0057 meter.

                                 = 5,7 milimeter.

Contoh soal pengukuran infiltrasi :

Percobaan infiltrasi dilakukan dari sebuah plot denga ukuran 25m x 2m. Setelah tercapai mencapai keseimbangan run-off telah konstan sebesar 0,20 liter/detik. Intensitas hujan buatan 20 mm/jam. Hitung besar run-off dalam mm/jam dan ultimate infiltration capacity (fc)?

Penyelesaian :

Intensitas hujan buatan = 20mm/jam

Luas area percobaan 25m x 2m = 50 m²

Debit hujan yang jatuh = 20 x 10 ‾ ³ m/jam x 50 m²

                                      = 1,0 m³/jam

  = 0, 2777liter/detik.

Setelah balancea (seimbang) run-off = 0,20 liter/detik.

Run-off = 0,20 / 0,2777 x 20 mm/jam

  = 14,4040 mm/jam

Kapasitas intensitas = fc

                                 = infiltrasi – runoff

         = 20 - 14,4040

         = 5,596 mm/jam

         = 5,596 x 50 / 3600

         = 0,077722 liter/detik.