laporan praktikum irigasi dan drainase pengukuran kecepatan infiltrasi permukaan lahan

LAPORAN PRAKTIKUM IRIGASI DAN DRAINASE

Pengukuran Kecepatan Infiltrasi Permukaan Lahan

Disusun Oleh :

                                      Nama   : Nico Dwi Ardiyansah

                                      NPM    : E1J013079

                                      Shift     : C1 Rabu Pukul 10:00 Wib

                                      Dosen   : Sigit Sudjatmiko Ph.D

                                      Coass    : 1. Debby Yuliani

                                                       2. Putri Mian H.

LABORATORIUM AGRONOMI

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BENGKULU

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

           Dalam kegiatan pertanian sering kali masalah air yang menjadi penghambat keberhasilan para petani untuk mendapatkan hasil yang memadai, dalam praktek kegiatan irigasi untuk mengairi lahan pertanian, sering sekali dibutuhkan besaran infiltrasi suatu daerah, hal ini diperlukan untuk mengetahui seberapa besar debit air dan seberapa lama waktu yang diperlukan dalam mengairi lahan pertanian.

          Besarnya infiltrasi ini juga sangat penting dalam menentukan tingkat kesuburan suatu lahan, apabila infiltrasinya sangat kecil maka ketika terjadinya hujan akan adanya aliran permukaan yang dalam jumlah besar sehingga unsur mineral pada lapisan top soil akan terkikis habis oleh aliran permukaan tersebut.

      Dalam praktek kegiatan irigasi, sering dibutuhkan besaran infiltrasi untuk suatu daerah tertentu. Besaran ini umumnya hanya dapat diperoleh dengan pengukuran atau analisis tertentu. Memang tidak mungkin untuk memperoleh besaran infiltrasi yang dapat mewakili suatu daerah yang luas secara keseluruhan, akan tetapi upaya-upaya tertentu dapat dilakukan untuk mendekatinya.

         Secara praktis pengukuran infiltrasi dimaksudkan untuk memperoleh gambaran tentang besaran dan laju infiltrasi serta variasi sebagai fungsi waktu. Cara pengukuran yang dapat dilakukan adalah dengan pengukuran lapangan menggunakan alat infiltrometer. Dikenal dua macam infiltometer, yakni single ring infiltrometer dan double ring infiltrometer.

         Single ring infiltrometer merupakan silinder baja atau bahan lain berdiameter diantara 25-30 cm. Panjang alat kurang lebih 50 cm. Alat ini dilengkapi dengan tangki cadangan air. Untuk alat yang sederhana, tangki air dapat diganti dengan ember. Pada dinding silinder terdapat skala dalam mm dan hook gauge. Selain itu masih perlu dilengkapi dengan bantalan kayu dan pukul besi untuk memasukkan silinder ke dalam tanah.

         Double ring infiltrometer pada dasarnya sama dengan single ring infiltrometer yang disebutkan sebelumnya kecuali adanya tambahan satu silinder lain dengan diameter kurang lebih dua kali silinder yang disebutkan sebelumnya.

1.2 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini adalah menentukan laju infiltrasi suatu daerah menggunakan single ring Infiltrometer.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah, yang umumnya (tetapi tidak mesti) melaliu permukaan dan secara vertical Jika cukup air, maka air infiltrasi akan bergerak terus kebawah yaitu kedalam profil tanah. Gerakan air kebawah di dalam profil tanah disebut perkolasi (Arsyad, 2010).

Infiltrasi adalah proses meresapnya air atau proses meresapnya air dari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Dari siklus hidrologi, jelas bahwa air hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian akan meresap ke dalam tanah, sabagian akan mengisi cekungan permukaan dan sisanya merupakan overland flow. Sedangkan yang dimaksud dengan daya infiltrasi (Fp) adalah laju infiltrasi maksimum yang dimungkinkan, ditentukan oleh kondisi permukaan termasuk lapisan atas dari tanah.

Laju infiltrasi adalah banyaknya air persatuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah dinyatakan dalam mm jam^-1 atau cm jam^-1. Pada saat tanah masih kering, laju infiltrasi cenderung tinggi.  Setelah tanah menjadi jenuh air, maka laju infiltrasi akan menurun dan menjadi konstan. Kondisi permukaan, seperti sifat pori dan kadar air tanah, sangat menentukan jumlah air hujan yang diinfiltrasikan dan jumlah runoff (Hakim, et al, 1986).

Air yang berada pada lapisan air tanah jenuh dapat pula bergerak ke segala arah (ke samping dan ke atas) dengan gaya kapiler atau dengan bantuan penyerapan oleh tanaman melalui tudung akar. Proses infiltrasi sangat ditentukan oleh waktu. Jumlah air yang masuk kedalam  tanah dalam suatu periode waktu disebut laju infiltrasi. Laju infiltrasi pada suatu  tempat akan semakin kecil seiring kejenuhan tanah oleh air. Pada saat tertentu laju infiltrasi menjadi tetap. Nilai laju inilah yang kemudian disebut laju perkolasi (Maidment, 1989)   

Dengan mengetahui data dapat digunakan untuk menduga kapan terjadi runoff akan terjadi bila suatu jenis tanah telah menerima sejumlah air tertentu baik melalui curah hujan  ataupun irigasi dari suatu tendon air di permukaan tanah Selain itu dari hasil penelitian Siswanto dan Joleha (2001), disebutkan bahwasannya dengan mengetahui infiltrasi maka pada setiap rumah dengan sadar membuat sumur resapan. Seperti halnya daearah perkotaan yang sangat memerlukannya. Sehingga denganhal ini dapat dihindari air limpasan dan juga banjir (Siradz, et al, 2007).

         Sifat bagian lapisan suatu profil tanah juga menentukan kecepatan masuknya  air ke dalam tanah. Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah,  maka proses infiltrasi  tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah. (Sastrodarsono, 1999).

BAB III
    BAHAN DAN METODE

3.1 Bahan Dan Alat

Alat     : Infiltrometer, tangki air/ember, bantalan kayu, pukul besi, gelas ukur, baju praktikum

Bahan  : Air, Lahan

3.2 Cara Kerja

1)      Dibersihkan lokasi yang akan diukur infiltrasinya.

2)      Ditempatkan silinder tegak lurus da menekan kedalam tanah hingga bersisa kurang lebih 10 cm

3)      Disiapkan air secukupnya, stopwatch, dan alat tulis.

4)      Disiapkan tabel pengamatan

5)      Melakukan langkah-langkah sebagai berikut:

a. Pada skala yang terdapat pada dinding silinder, tarik 2 garis dengan jarak yang diinginkan.Secara

b. perlahan menuangkan air kedalam silinder hingga penuh tunggu hingga seluruh air terinfiltrasi.

c. Menuangkan lagi air kedalam silinder sampai mencapai batas atas garis.

d. Pada setiap waktu yg telah ditentukan, dengan segera tambahkan air dalam silinder sampai garis atas.catat jumlah air yang ditambahkan.

e.Melakukan hal tersebut, sampai seluruh waktu yang ada ditabel lembar kerja terisi semua.

f. Dari data yang terkumpul, menghitung laju infiltrasi tiap waktu tertentu dan apabila hasilnya. digambarkan maka akan terlihat laju infiltrasi eksponensial.

g.Apabila dikehendaki hitungan yang lebih teliti ,waktu yang diperlukan untuk mengisi kembali silinder mencapai garis batas atas perlu dicatat, karena kenyataanya pada saat tersebut infiltrasi tidak berhenti, sehingga jumlah infiltrasi dapat ditambahkan dengan mengambil anggapan laju infiltrasinya sama dengan laju infiltrasi yang baru saja diukur.

BAB IV

        HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Tabel pengamatan Laju Infiltrasi Tanah

Waktu (Menit)	Selisih waktu             (Menit)	Volume air ditambahkan (Cm3)	Kedalaman infiltrasi (Cm)	Infiltrasi Kumulatif (Cm)	Laju Infiltrasi (Cm/Jam)
0	0	1271,7	5	5
1	1	500	1,96	6,96	417,6
2	1	1000	3,93	10,89	653,4
5	3	1500	5,89	16,7	334
10	5	1500	5,89	22,6	271,2
20	10	3000	11,7	34,3	205,8
30	20	3000	11,7	46,7	140,1
60	30	9000	35,3	81,3	162,6

 Luas penampang  = ²
                                                  = 3,14 x 9²
                              = 254,3 cm²

Kedalaman infiltrasi (0) =
                                           =  
                                    = 5 cm

K. infiltrasi (1 menit) =  = 1,96 cm           K. infiltrasi (10 menit) =  = 5,89 cm
K. infiltrasi (2 menit) =  = 3,93 cm            K. infiltrasi (20 menit) =  = 11,79 cm

K. infiltrasi (5 menit) =  = 5,89 cm            K. infiltrasi (30 menit) =  = 11,79 cm

K. infiltrasi (60 menit) =  = 35,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (1 menit) = 5 cm + 1,96 cm         Infiltrasi Kumulatif (20 menit) = 22,6 cm + 11,7 cm
                                                = 6,96 cm                                                                       = 34,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (2 menit) = 5 cm + 10,89 cm        Infiltrasi Kumulatif (30 menit) = 34,3 cm + 11,7 cm
                                                = 6,96 cm                                                                         = 46,7 cm

Infiltrasi Kumulatif (5 menit) = 10,89 cm + 5,89 cm   Infiltrasi Kumulatif (60 menit) = 46,7 cm + 35,3 cm
                                                = 16,7 cm                                                                         = 81,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (10 menit) = 16,7 cm + 5,89cm         
                                                = 22,6 cm                                                        

Laju infiltrasi =
laju infiltrasi (1 menit) =  = 6,96 cm/ menit x 60
                                                        = 417,6 cm/jam

laju infiltrasi (2 menit) =  = 10,89 cm/ menit x 60
                                                        = 653,4 cm/jam

laju infiltrasi (5 menit) =  = 5,56 cm/ menit x 60
                                                        = 334 cm/jam

laju infiltrasi (10 menit) =  = 4,52 cm/ menit x 60
                                                        = 271,2 cm/jam

laju infiltrasi (20 menit) =  = 3,43 cm/ menit x 60
                                                         = 205,8 cm/jam

laju infiltrasi (30 menit) =  = 2,33 cm/ menit x 60
                                                        = 140,1 cm/jam

laju infiltrasi (60 menit) =  = 2,71 cm/ menit x 60
                                                        = 162,6 cm/jam

4.1.3 Tabel pengamatan Laju Infiltrasi Tanah + pupuk

Waktu (Menit)	Selisih waktu             (Menit)	Volume air ditambahkan (Cm3)	Kedalaman infiltrasi (Cm)	Infiltrasi Kumulatif (Cm)	Laju Infiltrasi (Cm/Jam)
0	0	6050	23,7	23,7	-
1	1	800	3,14	26,8	1608
2	1	200	0,78	27,5	1650
5	3	100	0,39	27,9	558
10	5	300	1,17	29,7	356,4
20	10	450	1,76	31,4	188,4
30	20	500	1,96	33,3	99,9
60	30	250	0,98	34,3	68,6

Luas penampang  = ²
                                                  = 3,14 x 9²
                              = 254,3 cm²

Kedalaman infiltrasi (0) =
                                           =  
                                    = 23,7 cm

K. infiltrasi (1 menit) =  = 3,14 cm           K. infiltrasi (20 menit) =  = 1,76 cm
K. infiltrasi (2 menit) =  = 0,78 cm            K. infiltrasi (30 menit) =  = 1,96 cm

K. infiltrasi (5 menit) =  = 0,39 cm            K. infiltrasi (60 menit) =  = 0,98 cm

K. infiltrasi (10 menit) =  = 1,17 cm

Infiltrasi Kumulatif (1 menit) = 23,7 cm + 3,14 cm     Infiltrasi Kumulatif (20 menit) = 29,7 cm + 1,76 cm
                                                = 26,8 cm                                                                       = 31,4 cm

Infiltrasi Kumulatif (2 menit) = 26,8 cm + 0,78 cm    Infiltrasi Kumulatif (30 menit) = 31,4 cm + 1,96 cm
                                                = 27,5 cm                                                                         = 33,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (5 menit) = 27,5 cm + 0,39 cm   Infiltrasi Kumulatif (60 menit) = 33,3 cm + 0,98 cm
                                                = 27,9 cm                                                                         = 34,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (10 menit) = 27,9cm + 1,17cm         
                                                = 29,7cm                                                         

Laju infiltrasi =
laju infiltrasi (1 menit) =  = 26,8 cm/ menit x 60
                                                        = 1608 cm/jam

laju infiltrasi (2 menit) =  = 2,75 cm/ menit x 60
                                                        = 1650 cm/jam

laju infiltrasi (5 menit) =  = 9,3 cm/ menit x 60
                                                        = 558 cm/jam

laju infiltrasi (10 menit) =  = 59,4 cm/ menit x 60
                                                        = 356,4 cm/jam

laju infiltrasi (20 menit) =  = 3,14 cm/ menit x 60
                                                         = 188 cm/jam

laju infiltrasi (30 menit) =  = 1,66 cm/ menit x 60
                                                        = 99,9 cm/jam

laju infiltrasi (60 menit) =  = 1,14 cm/ menit x 60
                                                        = 68,6 cm/jam

4.1.3 Tabel pengamatan Laju Infiltrasi pasir

Waktu (Menit)	Selisih waktu             (Menit)	Volume air ditambahkan (Cm3)	Kedalaman infiltrasi (Cm)	Infiltrasi Kumulatif (Cm)	Laju Infiltrasi (Cm/Jam)
0	0	1343	4,99	4,99	-
1	1	1000	3,72	8,71	522,6
2	1	1000	3,72	12,43	745,8
5	3	1500	5,58	18,01	360,2
10	5	847	3,15	21,16	253,9
20	10	3650	13,58	34,74	208,4
30	20	3660	13,62	48,36	145,08
60	30	14700	54,7	103,06	206,12

Luas penampang  = ²
                                                  = 3,14 x 9,25²
                              = 268,6 cm²

Kedalaman infiltrasi (0) =
                                           =  
                                    = 4,99 cm

K. infiltrasi (1 menit) =  = 3,72 cm           K. infiltrasi (20 menit) =  = 13,58 cm
K. infiltrasi (2 menit) =  = 3,72 cm            K. infiltrasi (30 menit) =  = 13,62 cm

K. infiltrasi (5 menit) =  = 5,58 cm            K. infiltrasi (60 menit) =  = 54,7 cm

K. infiltrasi (10 menit) =  = 3,15 cm

Infiltrasi Kumulatif (1 menit) = 4,99 cm + 3,72 cm  Infiltrasi Kumulatif (20 menit) = 21,16 cm + 13,58cm
                                                = 8,71 cm                                                                       = 34,7 cm

Infiltrasi Kumulatif (2 menit) = 8,71 cm + 3,72 cm   Infiltrasi Kumulatif (30 menit) = 34,7 cm + 13,62 cm
                                                = 12,43 cm                                                                         = 48,3 cm

Infiltrasi Kumulatif (5 menit) = 12,43 cm + 5,58 cm   Infiltrasi Kumulatif (60 menit) = 48,3 cm + 54,7 cm
                                                = 18,01 cm                                                                         = 103,06 cm

Infiltrasi Kumulatif (10 menit) = 18,01 cm + 3,15cm         
                                                = 21,16 cm                                                        

Laju infiltrasi =
laju infiltrasi (1 menit) =  = 8,71 cm/ menit x 60
                                                        = 522,6 cm/jam

laju infiltrasi (2 menit) =  = 12,43 cm/ menit x 60
                                                        = 745,8 cm/jam

laju infiltrasi (5 menit) =  = 6 cm/ menit x 60
                                                        = 360,2 cm/jam

laju infiltrasi (10 menit) =  = 4,2 cm/ menit x 60
                                                        = 253,9 cm/jam

laju infiltrasi (20 menit) =  = 3,47 cm/ menit x 60
                                                         = 208 cm/jam

laju infiltrasi (30 menit) =  = 2,41 cm/ menit x 60
                                                        = 145 cm/jam

laju infiltrasi (60 menit) =  = 3,43 cm/ menit x 60
                                                             = 206,12 cm/jam

4.2 Pembahasan

       Berdasarkan hasil pengamatan diatas, bahwa Laju infiltrasi adalah jumlah (volume) air yang melewati suatu luasan  penmpang permukaan  tanah  perwaktu dengan satuan m3/m2/det, atau sama dengan satuan kecepatan = meter/detik.  Bila suatu saat air mulai menggenang dipermukaan tanah, berarti laju penambah air dipermukaan tanah telah melampaui laju infiltrasi tertinggi.  Laju infiltrasi maksimum dinamakan ‘’ kapasitas infiltrasi’’ Horton dan oleh Hilell disebut sebagai “ infiltrability”

        Laju infiltrasi pada penyediaan air dengan intensitas pemberian air yang konstan dan kontinyu ( baik dari hujan maupun sprinkler) umum nya konstan diawal proses kemudian menurun dan akhirnya mencapai laju yang relative konstan Bila permukaan tanah tergenang air dengan tebal genangan beberapa cm saja, maka lajun infiltrasi atau infiltrability langsung menurun sehingga mencapai lebih kurang konstan.Hubungan infiltrasi dengan waktu pada keadaan  tanah tergenang air. Apabila dihitung “ infiltrasi komulatif” dari suatu peristiwa infiltrasi, maka hasinya merupakan integrasi dari kurva hubungan antara laju infiltrasi dengan waktu.

       Pada fraksi tanah saja, volume air yang ditambahkan rata-rata sebesar 2596,4 cm³ . kemudian kedalaman infiltrasi yang didapatkan rata-rata sebesar 10,1 cm. Pada pengukuran infiltrasi kumulatif , didapatkan rata-rata sebesar 28 cm. Selanjutnya dari nilai-nilai tersebut dapat digunakan untuk mengukur laju infiltrasi dan didapatlah laju infiltrasi rata-rata sebesar 312,1 cm/jam.

     Kemudian pada pengukuran infiltrasi fraksi tanah dan bahan organik, volume air yang ditambahkan rata-rata sebesar 1050 cm³ . kemudian kedalaman infiltrasi yang didapatkan rata-rata sebesar 43 cm. Pada pengukuran infiltrasi kumulatif , didapatkan rata-rata sebesar 29,3 cm. Selanjutnya dari nilai-nilai tersebut dapat digunakan untuk mengukur laju infiltrasi dan didapatlah laju infiltrasi rata-rata sebesar 261,3 cm/jam.

     Pengukuran infiltrasi yang ketiga yaitu pada fraksi pasir, dari pengukuran yang telah dilakukan, didapatlah volume air yang ditambahkan rata-rata sebesar 3462,5 cm³ . kemudian kedalaman infiltrasi yang didapatkan rata-rata sebesar 74,6 cm. Pada pengukuran infiltrasi kumulatif , didapatkan rata-rata sebesar 93,1 cm. Selanjutnya dari nilai-nilai tersebut dapat digunakan untuk mengukur laju infiltrasi dan didapatlah laju infiltrasi rata-rata sebesar 348,9 cm/jam.

Setiap fraksi memiliki laju infiltrasi yang berbeda-beda, pada tanah yang mengandung liat yang tinggi, maka infiltrasi akan berjalan lambat karena air yang diberikan akan dijerap oleh tanah. Pada fraksi pasir, maka air yang diberikan tidak mampu dijerap oleh pasir sehingga laju infiltrasi lebih tinggi.

BAB V
KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

        Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa :

1.    Penggunaan single ring infiltrometer dimaksudkan supaya air yang diberikan akan masuk ke lapisan tanah secara vertikal tanpa menyebar ke semua lapisan tanah.

2.   Laju infiltrasi setiap fraksi berbeda-beda, pada fraksi tanah laju infiltrasi rata-rata  sebesar 312,1 cm/jam. Kemudian pada fraksi pasir laju infiltrasi rata-rata sebesar 348,9 cm/jam. Lalu pada fraksi tanah + bahan organik maka rata-rata laju infiltrasinya sebesar 261,3 cm/jam. Fraksi pasir memiliki laju infiltrasi yang paling besar karena pasir memiliki tekstur yang kasar dan tidak mampu menjerap H20 sehingga air yang melewati pasir akan memiliki laju infiltrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan fraksi lain.

5.2 Saran

Sebaiknya dalam pengukuran infiltrasi untuk praktikum selanjutnya menggunakan infiltrometer yang sesuai dan mampu mewakili kondisi tanah yang sebenarnya. Dan infiltrometer yang sesuai memiliki ketebalan yang sangat kecil sekitar 0,2 cm sehingga alat tersebut mudah masuk kedalam tanah tanpa harus dipukul atau ditekan yang berakibat merusak agregat tanah itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, Sitanala. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Insitut Pertanian Bogor Press. Bogor

Hakim, Nurhajati, dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Penerbit Universitas Lampung. Lampung

Maidment, RD. (1989). Handbook of Hydrology.New York: McGraw-Hill.

Sastrodarsono Suyono dan Kensaku Takeda.1999. Hidrologi untuk Pengairan. Pradnya

                Paramitha:Bandung.

Siradz, Syamsul., Bambang DK dan Suci Handayani. 2007. Peranan Uji In Situ Laju Infiltrasi dalam  
               Pengelolaan DAS Grindulu-Pacitan. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 7 No. 2 : 122
                126