BAB n TINJAUAN PUSTAKA

BAB n
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konsep Umum Infiltrasi
Pada saat air hujan jatuh ke permukaan tanah, sebagian air tersebut
tertahan di cekungan-cekungan, sebagian air mengalir sebagai aliran permukaan
{surface run off) dan sebagian lainnya meresap ke dalam tanah. Saat hujan
mencapai permukaan lahan maka akan terdapat bagian hujan yang mengisi ruang
kosong (void) dalam tanah yang terisi udara sampai mencapai kapasitas lapang
{field capacity) dan berikutnya bergerak ke bawah secara gravitasi akibat berat
sendiri dan bergerak terus ke bawah (percolation) ke dalam daerah jenuh
(saturated zone)
yang terdapat
di bawah permukaan
air taaah/phreatik
(Mohammad Rusli, 2008).
12
Pengertian Infiltrasi
Infilrasi adalah aliran air ke dalam tanah melalui peimukaan tanah. D i
dalam tanah air mengalir dalam arah lateral, sebagai aliran antara (interflow)
menuju mata air, danau, dan sungai, atau secara vertikal, yang dikenal dengan
perkolasi (percolation) menuju air tanah (Bambang Triatmodjo, 2008). Gerak air
di dalam tanah melalui pori-pori tanah dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya
kapiler. Gaya gravitasi menyebabkan aliran selalu menuju ke tempat yang lebih
rendah, sementara gaya kapiler menyebabkan air bergerak ke segala arah. A i r
kapiler selalu bergerak dari daerah basah menuju daerah yang lebih kering. Tanah
kering mempunyai gaya kapiler lebih besar daripada tanah basah. Gaya tersebut
berkurang dengan bertambahnya kelembaban tanah. Seiain itu, gaya kapiler
bekerja lebih kuat pada tanah dengan butiran halus seperti lempung daripada
tanah berbutir kasar seperti pasir. Apabila tanah kering, air terinfiltrasi melalui
permukaan tanah karena pengaruh gaya gravitasi dan gaya kapiler pada seluruh
permukaan. Setelah tanah menjadi basah, gerak kapiler berkurang karena
berkurangnya gaya kapiler. Hal ini menyebabkan penurunan laju
infiltrasi.
Sementara aliran kapiler pada lapis permukaan berkurang, aliran karena pengaruh
5
gravitasi berianjut mengisi pori-pori tanah, laju infiltrasi berkurang secara
berangsur-angsur sampai dicapai kondisi konstan, dimana laju infiltrasi sama
dengan laju perkolasi tanah.
Pengertian
infiltrasi
(infiltration)
sering
dicampur-adukkan
untuk
kepentingan praktis dengan pengertian perkolasi (percolation). Yang terakhir ini
merupakan proses air dalam tanah secara vertikal akibat gaya berat. Memang
keduanya saling berpengaruh, akan tetapi secara teoritik hendaknya pengertian
keduanya dibedakan (Sri Harto, 1993).
i
i
Dalam kaitan ini terdapat dua pengertian tentang kuantitas infiltrasi, yaitu
kapasitas infiltrasi {infiltration capacity) dan laju infiltrasi {infiltration rate).
Untuk memudahkan uraian selanjutnya perlu diperjelas definisi dari
bbrapa istilah yang digunakan :
1. Kapasitas
infiltrasi
(infiltration
capacity)
adalah
kecepatan
infiltrasi
maksimum, yang tergantung dari sifat permukaan tanah.
2. Kecepatan infiltrasi (Infiltration rate) adalah kecepatan infiltrasi nyata.
3. Perkolasi (percolation) kecepatan perkolasi yang ditentukan oleh sifat tanah
pada (aeration zone).
4. (Field capacity) adalah besamya kandungan air maksimum yang dapat ditahan
tanah terhadap gaya tarik gravitasi.
5. (Soil moisture deficiency)
.
adalah jumlah
, ,
kandungan
air yang masih
diperlukan, untuk membawa tanah pada (//e/t/capac/'/y).
6. Abstraksi
awal
(initial
abstraction)
adalah
jumlah
intersepsi
dan
penampungan cekungan (depression storage), yang harus dipenuhi lebih
dahulu, sebelum terjadi limpahan hujan (over/a/K/yZow).
2.3 Kecpatan Infiltrasi Nyata {Actual Infiltration Rate)
Kecepatan infiltrasi nyata ditentukan oleh berbagai faktor, baik sifat
permukaan tanah, maupun sifat lapisan tanah dibawahnya.
Pada dasamya, faktor - faktor tersebut dapat dikelompokkan dalam 3
golongan (Musgrave & Holtan, 1964).
1. Sifat - sifat permukaan tanah.
2. Sifat - sifat transmisi lapisan tanah.
3. Tipe tanah dan kadar tanah awal.
23.1
Sifat - sifat permukaan tanah
Proses infiltrasi diawali dengan meresapnya air melewati permukaan
tanah, maka sifat - sifat permukaan tanah memegang peranan yang sangat
penting, dan bahkan sering menentukan batas atas dari kecepatan infiltrasi,
dengan tidak mengabaikan peranan dari lapisan tanah dibawahnya. Pada
permulaan musim hujan pada umumnya tanah masih jauh dari jenuh sehingga
pengisian akan berjalan terus pada waktu yang lama sehingga daya infiltrasi akan
menurun terus pada hujan yang berkesinambungan, meskipun pada periode sama.
Diantara sifat - sifat tanah yang penting adalah kepadatan, sifat dan jenis
tanaman, dan cara bercocok tanam (Sri Harto 1981).
2.3.1.1 Kepadatan tanah
Dengan makin tingginya tingkat kepadatan tanah, maka infiltrasi akan
semakin kecil. Dengan pengaruh hujan, akibat adanya impak butir - butir air
hujan pada prmukaan tanah, maka kepadatan tanah akan bertambah. Sehingga
permukaan tanah yang ditumbuhi oleh tanaman pada umumnya akan mempunyai
kecepatan infiltrasi yang lebih besar daripada permukaan tanah terbuka.
Disamping itu, aliran vertikal air infiltrasi yang mengandung butir - butir
halus, dapat menyumbat pori - pori antara butir tanah, yang akan mengurangi
infiltrasi. Terutama sekali debu dan butir - butir halus lain yang terjadi selama
musim kering, akan sangat berpengaruh pada hujan - hujan yang pertama. Retakretak pada permukaan yang terjadi pada musim kering, akan memperbesar
infiltrasi. Sebaliknya, pemadatan tanah yang diakibatkan oleh lalu lintas, temak,
dan pejalan kaki, akan memperkecil infiltrasi, tetapi dilain pihak memperbesar
penampungan cekungan (depression storage), yang berarti akan memberi
kemungkinan memperbesar infiltrasi. Sehingga pengaruh hal ini masih sangat
dipertanyakan.
.
, , .
7
2.3.1.2 Sifat dan jenis tanaman
Dengan adanya tanaman, akan memberi keuntungan dengan makin
besamya infiltrasi. Hal ini disebabkan karena:
1) Akar - akamya menyebabkan struktur tanah makin gembur yang berarti
memprbesar permeabilitas tanah.
2) Dengan
adanya
kecepatan
tanaman
di permukaan,
berarti akan
mengurangi
air limpasan (run off maupun overland flow). Sehingga
memperbesar
waktu
tinggalnya
air
di
permukaan,
yang
berarti
memperbesar infiltrasi
3) Pemadatan yang diakibatkan oleh impak butir - butir air hujan sangat
dikurangi.
Sebenamya yang berpengarah bukanlah jenis tanaman, tetapi kerapatan
tanaman yang lebih penting. Misalnya tanah dengan penutup rumput, akan lebih
baik dibandingkan dengan ditanami jagung dan sebagainya.
.
2.3.1.3 Cara bercocok tanam
Cara bercocok tanam dengan trasering yang benar, misalnya atau dengan
''countour ploughing''' dengan pola yang benar akan memperbesar infiltrasi pula.
Pada lahan bercocok tanam dengan kemiringan besar, aliran permukaan akan
mempunyai kecepatan besar sehingga air kekurangan waktu untuk infiltrasi dan
memungkinkan terjadinya erosi tanah. Sebaliknya pada lahan dengan kontur yang
datar, air menggenang sehingga mempunyai waktu cukup banyak untuk infiltrasi.
23.2
Sifat transmisi lapisan tanah
Secara ideal lapisan tanah oleh para ahli ilmu tanah ditentukan 4 horizon
yaitu (Sri Harto, 1981):
Horizon A : merupakan lapisan teratas yang mengandung banyak bahan oganik,
akar tumbuh - tumbuhan dan sebagainya.
Horizon B: yaitu lapisan dibawah horizon A, yang merapakan lapisan dimana
terjadi akumulasi bahan - bahan keloidal dari horizon A . Ketebalan
serta permeabilitas lapisan ini sangat menentukan besamya infiltrasi.
23.1.2 Sifat dan jenis tanaman
Dengan adanya tanaman, akan memberi keuntungan dengan
makin
besamya infiltrasi. Ha! ini disebabkan karena:
1) Akar - akamya menyebabkan struktur tanah makin gembur yang berarti
memprbesar permeabilitas tanah.
2) Dengan
kecepatan
adanya
tanaman
di permukaan,
berarti akan
mengurangi
air limpasan (run off maupun overland flow). Sehingga
memperbesar
waktu
tinggalnya
air
di
memperbesar infiltrasi
permukaan,
yang
berarti
a-
3) Pemadatan yang diakibatkan oleh impak butir - butir air hujan sangat
dikurangi.
'
Sebenamya yang berpengaruh bukanlah jenis tanaman, tetapi kerapatan
tanaman yang lebih penting. Misalnya tanah dengan penutup rumput, akan lebih
baik dibandingkan dengan ditanamijagung dan sebagainya.
2.3,1.3 Cara bercocok tanam
Cara bercocok tanam dengan trasering yang benar, misalnya atau dengan
'^'countour ploughing" dengan pola yang benar akan memperbesar infiltrasi pula.
Pada lahan bercocok tanam dengan kemiringan besar, aliran permukaan akan
mempunyai kecepatan besar sehingga air kekurangan waktu untuk infiltrasi dan
memungkinkan terjadinya erosi tanah. Sebaliknya pada lahan dengan kontur yang
datar, air menggenang sehingga mempunyai waktu cukup banyak untuk infiltrasi.
23.2
Sifat transmisi lapisan tanah
Secara ideal lapisan tanah oleh para ahli ilmu tanah ditentukan 4 horizon
yaitu (Sri Harto, 1981):
Horizon A : mempakan lapisan teratas yang mengandung banyak bahan oganik,
akar tumbuh - tumbuhan dan sebagainya.
Horizon B: yaitu lapisan dibawah horizon A, yang mempakan lapisan dimana
terjadi akumulasi bahan - bahan koloidal dari horizon A . Ketebalan
serta permeabilitas lapisan ini sangat menentukan besamya infiltrasi.
Horizon C: lapisan dibawah horizon B, yang kadang - kadang juga disebut "
sub soil" yang terdiri dari ''weatheredparent materiaF.
Horizon D: lapisan {bed rock). Horizon C dan D kadang berada pada lokasi lain
atau kadang - kadang tidak ada sama sekali.
Misalnya horizon A mempunyai transmission rate yang paling besar dan horizon
B yang paling kecil. Maka infiltrasi akan ditentukan oleh transmission rate
horizon A , sampai kemampuan tampung (storage) terpenuhi, yang selanjutnya
infiltrasi akan ditentukan oleh sifat transmisi horizon B . Transmission rate
horizon C tidak akan terpenuhi, karena lebih besar dari sifat transmisi horizon B.
Dari keterangan diatas dapat disimpulkan adanya dua kemungkinan yaitu:
1) Formasi lapisan tanah dengan kapasitas perkolasi besar tetapi kapasitas
infiltrasi kecil (gbr2.1a)
2) Formasi lapisan tanah dengan kapasitas infiltrasi besar tetapi kapasitas
perkolasi kecil (gbr2.1 b)
km
1
J:::::::::::::-::::
, •
/ • ' / ' / . '
A' /
• ' ••
;1
Infilttasi kecil perkolasi
besar
b
'•'V//..
r///
Intiltrasi b e s a r perkola.M
////
•'////.
Kecil
Gambar 2.1. Skema infiltrasi dan perkolasi pada dua lapisan tanah
(Sumber: Sri Harto 1993)
2.3.3
Tipe tanah
Tipe tanah adalah berkaitan dengan tekstur dominan dari tanah yang
bersangkutan. Istilah umum yang sering digunakan adalah tanah berpasir, tanah
berlempung, dan tanah berliat. Kondisi tanah sangat berpengaruh pada besar
kecilnya daya resap tanah terhadap air hujan. Tanah berpasir dan porus lebih
mampu merembeskan air hujan dengan cepat.
2.3.4
Kadar air tanah awal {Antecedent Soil Moisture)
Kandungan air tanah awal mempengaruhi reseapan air oleh tanah dan laju
infiltrasi. Pada kondisi dimana kandungan air tanah awalnya rendah, laju infiltrasi
akan maksimum dan akan menurun sejalan dengan meningkatnya kadar air.
Gambar 2.2. Laju infiltrasi untuk tanah yang masing-masing pada mulanya
basah dan kering (Sumber: Arsyad 1989)
2.4 Pengukuran Infiltrasi
Secara praktis pengukuran infiltrasi ini dimaksudkan untuk memperoleh
gambaran tentang besaran dan laju infiltrasi serta variasinya sebagai fungsi waktu.
Ada dua cara dalam menentukan kapasitas infiltrasi (Sri Harto, 1993), yaitu :
1. Dengan pengukuran langsung dilapangan.
2. Dengan analisis hidrograf
2.4.1
Pengukuran langsung dilapangan
Beberapa
alat maupun perlengkapan
yang dapat
mengukur infiltrasi di lapangan diantaranya adalah :
10
digunakan untuk
berlempung, dan tanah berliat. Kondisi tanah sangat berpengaruh pada besar
kecilnya daya resap tanah terhadap air hujan. Tanah berpasir dan porus lebih
mampu merembeskan air hujan dengan cepat.
2.3.4
Kadar air tanah awal {Antecedent Soil Moisture)
Kandungan air tanah awal mempengaruhi reseapan air oleh tanah dan laju
infiltrasi. Pada kondisi dimana kandungan air tanah awalnya rendah, laju infiltrasi
akan maksimum dan akan menurun sejalan dengan meningkatnya kadar air.
1
1
Gambar 2.2. Laju infiltrasi untuk tanah yang masing-masing pada mulanya
basah dan kering (Sumber: Arsyad 1989)
2.4 Pengukuran Infiltrasi
Secara praktis pengukuran infiltrasi ini dimaksudkan untuk memperoleh
gambaran tentang besaran dan laju infiltrasi serta variasinya sebagai fungsi waktu.
Ada dua cara dalam menentukan kapasitas infiltrasi (Sri Harto, 1993), yaitu :
1. Dengan pengukuran langsung dilapangan.
2. Dengan analisis hidrograf.
2.4.1
Pengukuran langsung dilapangan
Beberapa
alat maupun
perlengkapan
yang dapat
mengukur infiltrasi di lapangan diantaranya adalah :
10
digunakan untuk
1. Infiitrometer ring tunggal (Single ring infiltrometer)
2. InfiUrometer ring ganda (Double ring infiltrometer)
3. Rainfall simulator
Menurut C D . Soemarto seiain menggunakan infiltrometer laju infiltrasi
dapat diukur dengan cara berikut.
1. Dengan Testplot
2. Dengan Lysimeter
3. Test penyiraman fS^r/«^//«g 7ie5:/j
2.4.1.1 Single Ring Infiltrometer
'Single ring infiltrometer' merupakan silinder baja atau bahan atau bahan
lain berdiameter antara 25 - 30 cm dan panjang alat kurang lebih 50 cm. Alat ini
dilengkapi dengan tangki cadangan air. Untuk alat yang sederhana, tanki air dapat
diganti dengan ember. Pada dinding silinder terdapat skala dalam mm dan 'hook
gauge'. Seiain itu masih perlu dilengkapi dengan bantalan kayu dan pukul besi
untuk memasukkan silinder kedalam tanah.
- K
Gambar 2.3. single ring infiltrometer.
II
Percobaan Infiltrometer ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.
Terlebih dahulu lokasi yang akan diukur dibersihkan. Sebaiknya tanah yang
terkelupas dapat dibujuig, silinder ditempatkan tegak lurus dan ditekan kedalam
tanah, sehingga bersisa ± 10 cm diatas permukaan tanah. Apabila tanah yang akan
diukur merupakan tanah lunak, hal tersebut dpat dilakukan dengan mudah. Akan
tetapi apabila tanah tersebut merupakan tanah keras, maka untuk dapat
memasukkan silinder diperiukan pemukulan dengan alat pukul besi yang cukup
berat (± 10 kg). Dalam pemukulan terebut hendaknya bagian atas pipa dilindungi
dulu dengan balok kayu yang cukup tebal, pemukulan tidak dilakukan pada satu
sisi karena silinder akan miring. Apabila pemukulan dilakukan pada sisi lain,
maka silinder akan menjadi tegak. A i r secukupnya disiapkan, demikian pula
s/opwa/cA dan alat tulis.
2.4.1.2 Double Ring Infiltrometer
Pengukuran dengan double ring infiltrometer pada dasamya sama dengan
yang dijelaskan sebelumnya ( 'single ring infiltrometer'). Perbedaanya adalah
pada alat ini terdapat dua silinder, dengan diameter luar kurang lebih sama dengan
dua kali diameter silinder sebelah dalam. Dalam pemakaian, silinder dalam
dimasukkan terlebih dahulu ke dalam tanah, seperti yang dilakukan pada 'single
ring infiltrometer'. Setelah itu baru silinder kedua (silinder luar) dimasukkan
secara konsentris ke dalam tanah. Cara pemasukanya
pemasukan silinder pertama.
Gambar 2.4. Double ring infiltrometer
12
sama dengan cara
2.4.13 Rainfall Simulator I SwaiAator hujan
Pada dasamya Rainfall Simulator terdiri dari seperangkat alat pembuat
hujan buatan, yang terdiri dari pompa dan deretan pipa - pipa dengan 'nozzle''
yang dapat menyemprotkan air. Jumlah air yang disemprotkan dapat dtatur sesuai
dengan intensitas hujan buatan yang dikehendaki. Ukuran pipa tersebut sesuai
dengan bidang tanah yang akan digunakan sebagai bidang percobaan, dapat mulai
dari 1 x 1 meter persegi. Seiain itu, dilengkapi dengan alat pengukur debit dan alat
pengukur waktu (stopwatch).
Kemgian cara pengukuran dngan 'ring infiltrometer' adalah pengamh
jatuhnya butir - butir hujan seperti yang terjadi di alam tidak dapat disimulasikan,
karena cara ini dilakukan dengan menggenangi pipa dengan air (flooding). Dalam
kaitan ini perlu diketahui bahwa jatuhnya partikel hujan mempunyai dua pengamh
penting yaitu:
1. Memampatkan lapisan tanah teratas yang mengakibatkan mengecilnya
kapasitas infiltrasi tanah tersebut.
2. Akibat pukulan oleh partikel hujan maka partikel - partikel halus tanah
'
akan terlempar. Bila terbawa aliran permukaan dan diendapkan dapat
mengakibatkan penyumbatan pada pori - pori permukaan tanah, berakibat
berkurangnya kapasitas infiltrasi.
Untuk mensimulasikan kejadian itu maka dipergunakan 'rain simulator'.
Simulator ini tidak saja dapat dipergunakan untuk mempelajari sifat infiltrasi,
akan tetapi juga sangat bermanfaat untuk mempelajari karakteristik hidrograf
untuk berbagai keadaan DAS, berbagai keadaan dan sifat hujan (Sri Harto, 1981).
Baik dengan infiltrometer maupun dengan rain simulator, un^Jk daerah
pengaliran yang luas sulit untuk menentukan harga rata-rata kapasitas infiltrasi.
Pada penelitian ini, sebelum ada sumur resapan digunakan alat ukur single ring
infiltrometer untuk mengukur laju infiltrasi. Ring infiltrometer ini mempakan
suatu pipa besi dan pada bagian dalam pipa terdapat skala dalam mm.
2.4.2
Rumus Horton
Rumus Horton (Horton, 1940) memberi hasil hitungan laju infiltrasi dalam
hubunganya dengan waktu, yaitu :
f(t)=fc +
(/0-fc)^--
.(2.1)
Dengan,
f(t) = Laju infilrasi pada waktu ke t ( cm/jam )
= Laju infiltrasi awal ( cm/jam )
fc = Laju infiltrasi tetap (cm/jam )
k = Konstanta yang menunjukan laju pengurangan kapsitas infiltrasi.
t = Waktu 0am)
Rumus Horton di atas ditransposisikan sebagai berikut:
m-fc-(fl-fc)i-
,(2.2)
Kemudian kedua persamaan tersebut di log kan menjadi (Triatmodjo, 2008) :
Log (f(t) -fc) = log (fO -fc) - kt log e.
(2.3)
i^g (fO) -fc)-log(fO -fc) -~ la log e.
(2.4)
: = - —t:
.(2.5)
Atau,
[Log (f(t) -fc) - log (fO -fc)]
Atau,
- = - —
Log (f(l) -fc) + —log
(fO -fc)
.(2.6)
Persamaan diatas sama dengan persamaan :
Y= mX + C
Dengan, Y = t
(2.7)
m=
1
.(2.8)
x = Log(f(t)-fc)
(2.9)
C =m-log(fO-fc)
'-''^
(2.10)
Uengan demikian persamaan ini dapat diwakilkan dalam sebuah garis
lurus yang mempunyai nilai m = -
Bentuk dari garis lurus persamaan
tersebut di perlihatkan dalam Gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5 Gratik Hubungan t Terhadap Log (fo-Jc)
2.S Fermeabilitas tanah
Permeabilitas tanah merupakan sifat bahan berpori yang memungkinkan
aliran rembesan dari cairan yang berupa air mengalir melewati rongga pori yang
menyebabkan tanah bersifat permeable.
Menurut Braja M . Das,
koetisien permcabilitas tanah tergantung pada
beberapa faktor, yaitu:
!. distrihusi ukuran norj-non tanah.
2. gradasi lanah (distribusi ukuran butir-butir tanah) dan kepadatannya.
3. kekentalan cairan,
4. angka pori,
5. kekasaran permukaan butiran tanah,
' u ?: '
6. dan derajat kejenuhan tanah.
Tanah permeable disebut tanah yang mudah dilalui oleh air, sedangkan
tanah impermeable adalah tanah yang sulit dilalui oleh air. Contoh tanah yang
permeable adalah tanah pasir dan kerikil, oleh karena itu Jenis tanah ini sangat
cocok sekali untuk sistem drainase pipa dibawah muka tanah. Contoh tanah
impermeable adalah tanah lempung mumi.
Harga koefisien permeabilitas untuk tiap-tiap tanah adalah berbeda-beda.
Beberapa harga kofisien permeabilitas diberikan dalam tabel berikut.
Table 2.1 Harga - harga koefisien permeabilitas pada umumnya.
Permeabilitas
Permeabilitas
(cm/ detik)
(ft/ menit)
Kerikil bersih
1,0- 100
2,0-200
Pasir kasar
1,0-0,01
2,0 - 0,02
Pasir halus
0,01-0,001
0,02 - 0,002
Lanau
0,001 -0,00001
0,002 - 0,00002
Lempung
Kurang dari 0,000001
Kurang dari 0,000002
Jenis Tanah
Sumber : Mekanika Tanah Jilid I , Braja M . Das, 1988
Uji standar di laboratorium yang digunakan untuk menentukan harga
koefisin permeabilitas suatu tanah, yaitu: uji tinggi konstan (Constant Head Test)
dan uji tinggi jatuh (Falling Head Test). Adapun prosedur pelaksanaan uji tinggi
jatuh (Falling Head Test) yang dilakukan di laboratorium antara lain:
1. Ambil contoh tanah dan campurkan air secukupnya untuk menghindari
segresi selama pengujian tabung sampel sehingga campuran tersebut dapat
mengalir bebas untuk membentuk lapisan- lapisan dalam tabung.
16
2. Lepaskan tutup tabung atas dengan cara membuka baut-bautnya lalu
masukkan batu pori kedalamnya
3. Masukkan campuran tanah ke dalam tabung dengan menggunakan corong
dengan gerakan melingkar.
4. Letakkan batu pori dan pegas di atasnya lalu tabung ditutup, catat tinggi
benda uji dalam tabung sampel.
5. Hubungkan selang intake ke lubang burrete kran, burrete dalam posisi
tertutup.
6. Bila perlu gunakan vacum pump untuk menghampakan tabung selama 30
menit. Buka kran burrete biar air mengisi seluruh tabung. Tambahkan air
ke dalam burrete terus menerus, proses penjenuhan ini bisa dilakukan
tanpa vacum pump.
7. Alirkan air melalui sampel sampai debitnya konstan lalu tutup kembali
kran burrete. Isi burrete sampai skala teratas lalu catat ketinggian air diatas
lubang pengeluaran. Catat tanggal dan waktu mulai percobaan, buka kran
burrete dan tampung air yang kcluar kedalam gelas ukur. Tutuplah ujung
atas burrete dan gelas ukur dengan kain katun lembab untuk mencegah
penguapan. Hitung percobaan bila volume air yang keluar telah mencapai
20 ml (minimal), catat posisi ketinggian air dalam bunete, volume air
dalam gelas ukur dan waktu akhir percobaan.
Rumus yang digunan untuk perhitunganfalling headiest:
(2.12)
Dimana:
it
= Koefisien permabilitas tanah (cm/detik)
a
= Luas pipa hidran (cm^)
L
= Panjang sampel tanah (cm)
A
= Luas sampel (cm^)
t
= Waktu (detik)
17
iso
= Ketinggian air awal (cm)
lit
- Ketinggian air pada waktu t (cm)
Gambar 2.6 alat uji permeabilitas (J'^^/Z/ng
2.6 Sumur resapan
Sumur resapan {Infiltration welt) adalah
sumur atau
lubang pada
permukaan tanah yang dibuat untuk menampung air hujan/aliran permukaan agar
dapat meresap ke dalam tanah (Ir. Kusnaedi, 2002/ Sumur resapan ini kebalikan
dari sumur air minum. Sumur resapan merupakan lubang untuk memasukkan air
dari ke dalam tanah, sedangkan sumur air minum berfungsi untuk menaikkan air
tanah ke permukaan. Dengan demikian konstruksi dan kedalamanya berbeda.
Sumur resapan digali dengan kedalaman diatas muka air tanah. Sumur air minum
digali lebih dalam atau dibawah muka air tanah.
Pada dasarnya ada 2 (dua) jenis bangunan peresapan yang sering
digunakan, yaitu peresapan vertikal (sumur resapan) dan peresapan horizontal
(peresapan memanjang). Peresapan vertikal (sumur resapan) adalah bangunan
peresapan yang berbentuk sumur. Prinsip tampung aimya adalah vertikal kebawah
permukaan
tanah
dan peresapan aimya kearah
18
vertikal
(kebawah seluas
penampang sumur) dan horizontal (kesamping). Resapan vertikal (sumur rasapan)
efektif di gunakan pada daerah yang muka air taneihnya cukup dalam dan area
lahan yang digunakan untuk bangunan peresapan tidak terlalu luas. Apabila air
tanah dekat dengan permukaan tanah (dangkal), maka peresapan secara vertikal
tidak efektif lagi. Pada kawasan yang elevasi air tanahnya dangkal yaitu kurang
dari 3 meter, areal tanahnya cukup luas maka peresapan akan lebih efektif dengan
sistem resapan horizontal /memanjang yaitu sistem resapan mengunakan pipa
PVC dimana diberi lubang resapan (pipa berpori) baik itu untuk resapan air hujan.
Pada penelitian ini, jenis sumuran yang ditekankan adalah jenis peresapan
vertikal (sumur resapan). Dimensi yang akan digunakan telah ditentukan sesuai
dengan ketersedtaan bahan yang ada di pasar
2.6.1
Resapan vertikal (Sumur Resapan)
Konstruksi sumur resapan, pada dasamya dibuat dari berbagai bahan, yang
perlu diperhatikan adalah untuk keamanan, sumur resapan perlu dilengkapi
dengan dinding. Bahan-bahan yang diperiukan untuk sumur resapan meliputi:
a.
Saluran pemasukan atau pengeluaran dapat menggunakan pipa besi, pipa
paralon, buis beton, pipa tanah liat, atau dari pasangan batu.
b. Dinding sumur dapat menggunakan anyaman bambu, dmm bekas, tangki,
fiberglass, pasangan batu kali, pasangan batu bata, atau buis beton.
c. Dasar sumur dan sela-sela antara galian tanah dan dinding tempat air
meresap diisi dengan ijuk dan kerikil sebagai pemecah energi dan filter
atau saringan.
d. Sebagai penutup sumur resapan digunakan plat beton bertulang.
Sumber : TEKNISIA VOL IX, No.2, Agustus 2004, Oleh Ir. H . Harbi Hadi, M T
Gambar 2.9 Konstruksi sumur resapan menggunakan pasangan bata kosongan.
Tutup r l * t KetAn ticrlulang
Tib.l
; •
em. C i i n p ITc ; 3 p»t
1
Pi». la: d<n«r.n
Potongan I - I
Gambar 2.10 Konstruksi sumur resapan menggunakan buis beton.
Untuk memberikan hasil yang baik, serta tidak menimbulkan dampak
negatif, penempatan sumur resapan harus disesuaikan dengan kondisi iingkungan
setempat. Penempatan sumur resapan harus memperhatikan letak septicktank.
sumur air minum, posisi rumah, dan jalan umum. Untuk mempermudahnya, dapat
dilihat pada tabel 2.2
.
Tabel 2.2 Jarak Minimum Sumur Resapan dengan bangunan lainnya.
Jarak minimal dengan
No
Bangunan objek yang ada
sumur resapan (m)
1
Bangunan / rumah
3,0
2
Batas pemilikan lahan / kapling
1,5
3
Sumur untuk air minum
10,0
4
Septik tank
10,0
5
Aliran air (sungai)
30,0
6
Pipa air minum
3,0
7
Jalan umum
1,5
8
Pohon besar
3,0
Sumber : Dr. Ir. Suripin, 2004
Beberapa
Ketentuan Umum untuk Pembangunan
Konstruksi Sumur
Resapan (Deparlemen Pertanian, 2008) :
a.
Sumur resapan sebaiknya berada di atas elevasi/kawasan sumur-sumur gali
biasa.
b. Untuk menjaga pencemaran air di lapisan aquifer, kedalaman sumur resapan
harus di atas kedalaman muka air tanah tidak tertekan {unconfimd aquifer)
yang ditandai oleh adanya mata air tanah.
c. Pada daerah berkapur/^ra/ perbukitan kapur dengan kedalaman/solum tanah
yang dangkal, kedalaman air tanah pada umumnya sangatlah dalam sehingga
pembuatan sumur resapan sangatlah tidak direkomendasikan. Demikian pula
sebaliknya di lahan pertanian pasang surut yang berair tanah sangat dangkal.
d. Untuk mendapatkan jumlah air yang memadai, sumur resapan harus memiliki
*
tangkapan air hujan berupa suatu bentang lahan baik berupa lahan pertanian
atau atap rumah.
21
e. Sebelum air hujan yang berupa aliran permukaan masuk ke dalam sumur
melalui saluran air, sebaiknya dilakukan penyaringan air di bak kontrol
terlebih dahulu.
f.
Bak kontrol terdiri dari beberapa lapisan berturut-turut adalah lapisan gravel
(kerikil), pasir kasar, pasir dan ijuk.
g. Penyaringan ini dimaksudkan agar partikel-partikel debu hasil erosi dari
daerah
tangkapan
air tidak terbawa masuk ke sumur sehingga tidak
menyumbat pori-pori lapisan aquifer yang ada.
h. Untuk menahan tenaga kinetis air yang masuk melalui pipa pemasukan, dasar
sumur yang berada di lapisan kedap air dapat diisi dengan batu belah atau ijuk.
i.
Pada dinding sumur tepat
di depan
pipa pemasukan,
dipasang
pipa
pengeluaran yang letaknya lebih rendah dari pipa pemasukan untuk antisipasi
manakaia terjadi overflow/luapan air di dalam sumur. Bila tidak dilengkapi
dengan pipa pengeluaran, air yang masuk ke sumur harus dapat diatur
misalnya dengan sekat balok dan Iain-lain. Diameter sumur bervariasi
tergantung pada besamya curah hujan, luas tangkapan air, konduktifitas
hidrolika lapisan aquifer, tebal lapisan aquifer dan daya tampung lapisan
aquifer. Pada umumnya diameter berkisar antara 1 - 1,5 m. Tergantung pada
tingkat kelabilan/kondisi lapisan tanah dan ketersediaan dana yang ada,
dinding sumur dapat di lapis pasangan batu bata atau buis beton. Akan lebih
baik bila dinding sumur dibuat lubang-lubang air dapat meresap juga secara
horizontal.
j.
Untuk menghindari terjadinya gangguan atau kecelakaan maka bibir sumur
dapat dipertinggi dengan pasangan bata atau ditutup dengan papan/plesteran.
2.6.2
Penerapan Konstruksi Sumur Resapan A i r
Konstmksi Sumur Resapan A i r (SRA) merupakan altematif pilihan dalam
mengatasi banjir dan menumnnya permukaan air tanah pada kawasan pemmahan,
karena dengan pertimbangan :
a. pembuatan konstmksi SRA tidak memerlukan biaya besar,
b. tidak memerlukan lahan yang luas, dan
22
c. bentuk konstruksi SRA sederhana.
r
Sumur resapan air merupakan reicayasa teknik konservasi air yang berupa
bangunan yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk sumur gali
dengan kedalaman tertentu yang berfungsi sebagai tempat menampung air hujan
dan meresapkannya ke dalam tanah (Dephut,1994). Manfaat yang dapat diperoleh
dengan pembuatan sumur resapan air antara lain :
1) mengurangi aliran permukaan dan mencegah terjadinya genangan air,
sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya banjir dan erosi,
2) mempertahankan tinggi muka air tanah dan menambah persediaan air tanah,
3) mengurangi atau menahan terjadinya intrusi air laut bagi daerah yang
berdekatan dengan wilayah pantai,
4) mencegah penurunan atau amblasan lahan sebagai akibat pengambilan air
tanah yang berlebihan, dan
5) mengurangi konsentrasi pencemaran air tanah (Dephut, 1995).
2.6.3
Bentuk Dan Ukuran
Konstruksi
Sumur Resapan
A i r (SRA)
Berdasarkan S N I
Bentuk dan ukuran konstruksi SRA sesuai dengan S N I No. 03-24591991 yang dikeluarkan oleh Departemen Kimpraswil adalah berbentuk segi
empat atau silinder dengan ukuran minimal diameter 0,8 meter dan maksimum
1,4 meter dengan kedalaman disesuaikan dengan tipe konstruksi SRA.
Pemilihan bahan bangunan yang dipakai tergantung dari fungsinya.
Pada S N I No. 03-2459-2002 dijelaskan tentang tata cara perencanaan
sumur resapan air hujan, standar ini merupakan hasil revisi dari Standar
Nasional Indonesia (SNI) No. 03-2459-1991. Persyaratan umum yang harus
dipenuhi menurut SNI ini adalah sebagai berikut
1. Sumur resapan ditempatkan pada lahan yang relatif datar.
2. Air yang masuk kedalam sumur resapan adalah air yang tidak tercemar.
3. Penempatan sumur air hujan harus mempertimbangkan
keamanan
bangunan sekitamya.
4. Hal - hal yang tidak memenuhi ketentuan ini harus disetujui oleh instansi
yang berwenang.
5. Harus memperhatikan peraturan daerah setempat.
Persyaratan teknis yang harus dipenuhi antara lain sebagai berikut:
1. Kedalaman air tanah minimum 1,5 meter pada musim hujan.
2. Struktur
tanah
yang
dapat
digunakan
harus
mempunyai
nilai
permeabilitas tanah > 2, cm/jam.
3. Jarak penempatan sumur resapan air hujan teiiiadap bangunan bisa
dilihat pada tabel 2.2
Untuk penelitian ini , jenis sumur yang akan digunakan adalah sumuran
yang berbentuk
lingkaran dan terbuat
dari cincin
beton. Seperti
halnya
pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer maka proses pengukuran infiltrasi
dengan adanya sumur resapan ini juga hampir sama dengan infiltrometer.