Selasa, 27 Desember 2011

PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN METODE HORTON






LAPORAN DAS
” DATA ANALISIS PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN MENGGUNAKAN METODE HORTON”




OLEH :
     PRASETYO SIAGIAN
       (D1A009112)




AGROEKOTEKNOLOGI (C/3)
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011


HARI /TANGGAL : KAMIS /5 MEI 2011
WAKTU  : 10.00 – 12.00
TEMPAT  : LAB.ILMU TANAH
JUDUL  : PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN METODE HORTON
KELOMPOK    : IV  ( SHIFT 2 )BAB I ( PENDAHULUAN )

1.1 Latar belakang
Kurva kapasitas merupakan hubungan antara kapasitas infiltrasi dengan waktu yang terjadi selama dan beberapa saat setelah terjadinya hujan.Kapasitas infiltrasi secara umum akan tinggi pada awal terjadi nya hujan ,akan tetapi semakin lama kapasitas nya maka akan mencapai penurunan hingga mencapai titik konstan.

Besarnya penurunan ini dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu:
• Kelembapan tanah
• Kompaksi
• Penumpukan bahan liatan
• Tekstur tanah
• Struktur tanah

Menurut knaap(1978) untuk mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara yakni:
• Inflow-outflow
• Analisis data hujan dan hidrograf
• Double ring inflometer

           Dari ketiga cara tersebut yang paling sering digunakan pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu dengan menggunakan doble ring inflometer.Double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini paling sering dilakukan.
          Air hujan yang mengalir masuk ke dalam tanah, dalam batas tertentu, bersifat mengendalikan ketersediaan air untuk berlangsungnya proses evapotranspirasi. Pasokan air hujan ke dalam tanah ini sangat berarti bagi kebanyakan tanaman di tempat berlangsungnya infiltrasi dan daerah sekelilingnya. Air infiltrasi yang tidak kembali lagi ke atmosfer melalui proses evapotranspirasi akan menjadi air tanah untuk seterusnya mengalir ke sungai di sekitarnya. Meningkatkan kecepatan dan luas wilayah infiltrasi dapat memperbesar debit aliran selama musim kemarau (baseflow) yang sangat penting untuk memasok kebutuhan air pada musim kemarau, untuk pengenceran kadar pencemaran air sungai, dsb. Ketika air hujan jatuh di atas permukaa tanah, tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Air juga menglami penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih semlit dan tanah lebih kering.

Ada tiga proses mekanisme infiltrasi yang tidak saling mempengaruhi, yaitu:

1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah.
2. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah.
3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping, dan atas).

        Meskipun tidak salaing mempengaruhi secara langsung ketiga proses tersebut di atas saling terkait. Proses infiltrasi dipengaruhi beberapa faktor, antara lain tekstur dan struktur tanah, persediaan air awal (kelembaban awal), kegiatan biologi dan unsur organik, jenis dan kedalaman seresah, dan tumbuhan bawah atau tajuk penutup tanah lainnya. Secara teoritis, bila kapasitas infiltrasi tanah diketahui, volume air larian dari suatu curah hujan dapat dihitung dengan cara mengurangi besarnya curah hujan

dengan air infiltrasi ditambah genangan air oleh cekungan permukaan tanah (surface
detention) dan air intersepsi. Laju infiltrasi ditentukan oleh:
• Jumlah air yang tersedia di permukaan tanah.
• Sifat permukaan tanah.
• Kemampuan tanah untuk mengosongkan air di atas permukaan tanah.

      Dari ketiga unsur tersebut ketersediaan air (kelembaban tanah) adalah tang terpenting karena ia akan menentukan besarnya tekanan potensial pada permukaan tanah. Pada acara ini, model infiltrasi yang akan dipergunakan adalah metode Horton, yang mempunyai formula sebagai berikut:
Dimana:
f = laju infiltrasi (cm/menit)
f0 = laju infiltrasi awal (cm/menit)
fc = laju infiltrasi konstan (cm/menit)
k = konstanta
t = waktu (menit)
e = bilangan natural = 2,78





1.2 Tujuan Praktikum

1. Mahasiswa mampu menentukan nilai parameter infiltrasi : fo, fc dan K.
2. Mahasiswa mampu menetapkan persamaan penduga dan membuat kurvainfiltrasi model horton.
3. Mahasiswa dapat menghitung volume infiltrasi total selama wa ktu (t) tertentu.

1.3 Media
Komputer/labtop dengan program aplikasi MS Excel.
























BAB II

Landasan Teori

       Infiltrasi yaitu proses meresap atau masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah dan merupakan besarnya tebal air yang dapat meresap ke dalam tanah dalam satuan waktu. Infiltrasi adalah sumber utama adanya air tanah, tanpa adanya infiltrasi air hujan ke dalam tanah maka tidak akan ada air di dalam tanah. Besarnya infiltrasi dinyatakan dalam satuan mm/hari atau cm/hari. Beberarapa batsan istilah yang terkait dengan infiltrasi adalah :
1) kapasitas infiltrasi (infiltration capacity) adalah kecepatan infiltrasi maksimum jika air  tersedia.
2) kecepatan I nfiltrasi adalah (infiltration rate) atau infiltrasi nyata adalah infiltrasi yang benar-benar terjadi pada saat itu.
3) Soil moisture deficiency adalah kandungan air yang masih dibutuhkan untuk membawa tanah pada kapasitas lapang.
4)  Permaebilitas (permeability) adalah kemampuan tanah untuk melepaskan sejumlah air yang dikandungnya.
5)  Porositas (porosity) adalah kemampuan maksimum tanah untuk mengandung air, atau dengan kata lain volume pori yang terdapat dalam suatu tubuh tanah.
Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya infiltrasi adalah sifat permukaan tanah, transmisi lapisan tanah, dan pengatusan kapasitas infiltrasi.

     Faktor sifat permukaan tanah ditentukan oleh kepadatan permukaan tanah dan ada tidaknya tumbuhan. Semakin padat kondisi permukaan tanah, maka tingkat infiltrasi akan semakin kecil hal ini terjadi karena tanagh yang padat sulit ditembus oleh air.

Sementara itu adanya tumbuhan akan meningkatakan laju infiltrasi karena:

a) Akar tanaman dapat menyebabkan struktur tanah menjadi gembur.
b) Dapat menghambat baliran air hujan yang jatuh ke tanah, sehingga waktu tinggal air hujan akan lebih lama.
c) Pemadatan yang diakibatkan oleh air hujan yang jatuh akan semakin berkurang.
d) cara bercocok tanam seperti terassiring dan counter plaughing yang benar, maka dapat memperbesar infiltrasi.
e) Namun demikian, setiap jenis dan sifat tumbuhan memiliki tingkat pengaruh yang berbeda-beda, sedangkan kerapatan tumbuhan berpengaruh positif terhadap tingkat infiltrasi.

         Sifat transmisi lapisan tanah sangat menetukan tingkat infiltrasi karena pada umumnya tanah itu berlapis-lapis. Sedangkan sifat transmisi lapisan tanah ditentukan oleh kemampuan setiap lapisan atau horizon tamah dalam meloloskan air yang melewatinya, atau kemampuan setiap lapisan tanah dalam pengtusan kapasitas tanah penampungan. Oleh karena itu walaupun lapisan permukaan bersifat meloloskan air (porus), tetapi kalau lapisan di bawahnya sulit meloloskan air, maka nilai infiltrasinya juga akan kecil.

        Besarnya kecepatan infiltrasi nyata (f) lebih kecil atau sama dengan besarnya kapasitas infiltrasi (fp). Hal ini disebabkan air di atas permukaan tanah tidak selalu tersedia dalam jumlah yang cukup atau berlebih, sehingga infiltrasi nyata besarnya tergantung pada air yang tersedia saat itu. Hsil pengukuran infiltrasi dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara tingkat infiltrasi dengan waktu.

Iinfiltrasi merupakan proses penyerapan air oleh tanaman yang berlangsung pada tanah yang dipengaruhi oleh tingkat kelembapan suatu tanah dan juga kadar air tanah dan kandungan bahan organik tanah.

             Infiltrasi sering didefenisikan artinya hampir sama dengan irigasi dan juga transportasi air pada tanah. Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertaniannya. Dalam dunia modern saat ini sudah banyak model irigasi yang dapat dilakukan manusia. Pada zaman dahulu jika persediaan air melimpah karena tempat yang dekat dengan sungai atau sumber mata air, maka irigasi dilakukan dengan mangalirkan air tersebut ke lahan pertanian. Namun demikian irigasi juga biasa dilakukan dengan membawa air dengan menggunakan wadah kemudian menuangkan pada tanaman satu-persatu. Untuk irigasi dengan model seperti ini di Indonesia biasa disebut menyiram. Sebagaimana telah diungkapkan, dalam dunia modern ini sudah banyak cara yang dapat dilakukan untuk melakukan irigasi dan ini sudah berlangsung sejak Mesir Kuno.

            Secara umum menjelaskan perkembangan mulai dari adanya usaha pembuatan irigasi sangat sederhana, perkembangan irigasi di Mesir, Babilonia, India,dll kemudian bagaimana perkembangan irigasi di Indonesia sampai saat sekarang.Di Bali, irigasi sudah ada sebelum tahun 1343 M, hal ini terbukti dengan adanya sedahan (petugas yang melakukan koordinasi atas subak-subak dan mengurus pemungutan pajak atas tanah wilayahnya). Sedangkan pengertian subak adalah “ Suatu masyarakat hukum adat di Bali yang bersifat sosio agraris relegius yang secara historis tumbuh dan berkembang sebagai suatu organisasi di bidang tata guna air di tingkat usaha tani” (PP. 23 tahun 1982, tentang Irigasi).

              Di Indonesia irigasi tradisional telah berlangsung sejak nenek moyang kita. Hal ini dapat dilihat juga cara bercocok tanam pada masa kerajaan-kerajaan yang ada di Indonesia. Dengan membendung kali secara bergantian untuk dialirkan ke sawah. Cara lain adalah mencari sumber air pegunungan dan dialirkan dengan bambu yang bersambung. Ada juga dengan membawa dengan ember yang terbuat dari daun pinang atau menimba dari kali yang dilemparkan ke sawah dengan ember daun pinang juga.
Pada tanah basah atau tanah yang tingkat kelembapan nya tinggi maka tanah tersebut akan sedikit menyerap air atau dapat dikatakan infiltrasi pada tanah tersebut rendah.

          Tingkat infiltrasi yang tinggi terdapat pada tanah berpasir yaitu tanah berpasir mampu menyerap air sebanyak mungkin.Sedangkan pada daerah DAS(Daerah Aliran Sungai) tingkat infiltrasi kecil ini disebabkan oleh kawasan tersebut banyak mengandung air sehingga tanah didaerah DAS jenuh terhadap air.

       Air menguap secara konstan dari permukaan bumi, dan presipitasi mengembalikannya ke bumi dalam bentuk hujan, salju, dsb. Sebagian besar presipitasi meresap ke dalam tanah membentuk cadangan airtanah, yang dikenal sebagai proses infiltrasi. Proses ini ialah meresapnya air ke dalam tanah menuju water table. Selanjutnya, kapasitas infiltrasi adalah laju maksimum yang terjadi pada suatu kondisi tertentu. Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan proses kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Dengan kata lain infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi (gerakan air ke arah vertikal). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi.





























BAB III
 Cara kerja
KETERANGAN 
KOLOM KETERANGAN  RUMUS
1 nomor pengamatan No. -
2 Selisih bacaan mistar pengukur pada infiltrometer h Dari data
3 Infiltrasi  kumulatif






F 1. untuk baris  1 = baris 1 + baris 2 pada kolom h

2. untuk baris  2 = baris 1 + baris 2 + baris 3 pada kolom h

3. unuk baris 3 + baris 1 + baris 2 + baris 3 + baris 4 pada kolom h

dan seterusnya .

atau dengan rumus  = (baris 3 pada kolom h  + baris 2 pada kolom F )

4 Selisih dari infiltrasi kumulatif dari setiap bacaan

df
rumus  = (baris 2 pada kolom h  -  baris 1 pada kolom F )

5 waktu pembacaan (selang waktu 5 menit) t Selang waktu beda 5 menit
6 Laju infiltrasi (kolom 2 /selang waktu) f nilai h dibagi 5 dri waktu
h/5
7 kolom 6 – fc

f – fc f – fc
nilai fc berasal dari 3 angka berturut – turut dari kolom f

8 logaritma Natural dari kolom  7
Ln ( f – fc )
logaritma natural rumus
=LN(Data kolom 7 )

9 laju infiltrasiterduga dengan Model Horton
f Horton
pada baris 1 f horton menggunakan paste special dan di menu nya di buat value.

pada baris ke 2
 f=fc+(fo-fc)EXP(-kt)
fc  berasal dari ketetapan dari 3 angka berturut – turut dari kolom f

nilai dari fo – fc berasal dari nilai dn di ketik f5 pada komputer

y=-0.049x +0.972 R2=0.873 , berasal dari tabel grafik koordinat semilogaritma

nilai k berasal dari

10 Simpangan laju infiltrasi

SF
kuadrat dari niali f – f Horton

atau dengan rumus
=(f-f Horton)*(f-f Horton)

11 Kumulatif infiltrasi terduga dengan Model Horton
F
F=Fct-(((fo-fc)/k)EXP(-kt))+C
Nilai C berasal dari =(fo-fc)/k

12 Simpangan infiltrasi kumulatif
SF
nilai (F dari kolom 11 – F dari kolom 3) x (F dari kolom 11 – F dari kolom 3)





Kurva laju infiltrasi= berasal dari seluruh kolom F Horton dan t dengan memblok seluruhnya dan insert – charts – scater dan dipilih layout nya.

Grafik dari koordinat semilogaritmik = berasal dari seluruh kolom Ln(f-fc)dan t dengan memblok seluruhnya dan insert – charts – scater dan dipilih layout nya.







PEMBAHASAN

 Persamaan Horton umum dipakai secara luas dan mempunyai harga awal dan akhir (kontan). Memberikan hasil yang baik untuk waktu t yang lam tetapi kekurangan nya tidak mampu untuk laju infiltrasi tinggi f dengan waktu pendek t.
Laju infiltrasi pada setiap kondisi tanah memiliki perbedaan masing-masing, pada tanah kondisi non vegetasi penurunan air yang terjadi sangat cepat karena dilakukan pada tanah pasir yang memiliki porositas yang tinggi. Hal ini berbeda dengan tanah dalam kondisi berumput yang laju infiltrasinya cenderung lambat karena terdapat akar-akar rumput yang mengikat tanah sehingga membuat air masuk ke dalam tanah menjadi agak lambat.
Pada praktikum kali ini didapatkan hasil perhitungan tiap kondisi tanah. Kondisi tanah bervegetasi pada saat t = 5 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 2.448865cm/menit, t = 10 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 1.99931cm/menit, t = 15 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 1.647441cm/menit.
 Dalam data yang dibuat ternyata simpangan laju infiltrasi bernilai kecil yang berarti bahwa laju infiltrasi model  Horton dibandingkan model Horton biasa.
 Laju infiltrasi pada awal nya bergerak cepat dan semaki lama waktu dalam infiltrasi maka laju infiltasi akan semakin kecil juga.
• Faktor yang mempengaruhi infiltrasi
1. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebalnya lapisan yang jenuh
2. Kelembaban tanah
3. Pemampatan oleh curah hujan
4. Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus
5. Pemampatan oleh hewan dan manusia
6. Struktur tanah
7. Tumbuh-tumbuhan
8. Udara yang terdapat dalam tanah
9. Lain-lain
           Infiltrasi merupakan proses penyerapan air oleh tanah yang berlangsung saat air berada diatas permukaan tanah.Ada tiga cara pengukuran infiltrasi yang dilakukan dilapangan. Menurut knaap(1978) untuk mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara yakni:
• Inflow-outflow
• Analisis data hujan dan hidrograf
• Double ring inflometer

           Dari ketiga cara tersebut yang paling sering digunakan pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu ddengan menggunakan doble ring inflometer.  Double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini paling sering dilakukan.Pada hakekatnya pengukuran infiltrasi dilapangan untuk mengetahui kebutuhan air pada tanah tersebut dan seberapa besar nilai evavorasi.

          Ketika dapat menentukan volume infiltrasi dengan cara sebagai berikut.
Untuk menghitung jumlah infiltrasi total(Vt) selama waktu(t) maka dari persamaan Horton tersebut dilakukan integral dari persamaan horton yang menghasilkan luasan dibawah kurva yaitu;
(fo-fc)
Vt=fc.t+ (1-e-kt)K

Vt=tinggi kolam air
K=konstan















BAB V
 KESIMPULAN
Infiltrasi merupakan proses masuknya air permukaan dan atau air hujan ke dalam tanah. Gerakan secara vertikal air dari permukaan ke bawah permukaan. Dalam proses infiltrasi ini selalu dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti gaya gravitasi, porositas tanah/batuan, permeabilitas tanah/batuan dan vegetasi.
 Laju infiltrasi tertinggi pada tanah non vegetasi karena tanah pada pada kondisi ini memiliki porositas yang tinggi sehingga penyerapan terjadi secara cepat. Dan yang paling lambat adalah pada tanah berumpu, karena terdapat banyak akar serabut yang mempengaruhi proses infiltrasi.
1. Kebutuhan air oleh tanah dapat kita ketahui setelah mengadakan pengukuran infiltrasi.
2. Pengukuran infiltrasi bertujuan untuk mengetahui laju penyerapan air
3. Infiltrasi merupakan penyerapan air oleh tanah yang berlangsung pada waktu tertentu


DAFTAR PUSTAKA
Website : http://mitra-pelajar-computer.bolgspot.comWWW.goOgle.com(diakses tanggal 10 MEI 2011)
http://www.ilmusipil.com/infiltrasi-hidrologi
http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/03/pengertian-definisi-infiltrasi-dan-laju.html



3 komentar: