2. Penggunaan Infiltrometer dan Pembuatan Grafik Infiltrometer

A. Alat Utama dan Alat Bantu Pengukur Infiltrasi

1. Ring infiltrometer

Single-ring infiltrometer umumnya berukuran diameter 10-50 cm dan panjang atau tinggi 10-20

cm. Ukuran double-ring infiltrometer adalah ring pengukur atau ring bagian dalam umumnya

berdiameter 10-20 cm, sedangkan ring bagian luar (ring penyangga atau buffer ring) berdiameter

50 cm. Panjang ring pengukur maupun ring penyangga sama dengan panjang single-ring

infiltrometer yaitu 10-20 cm. Untuk tujuan tertentu sering digunakan ukuran ring yang lebih

besar atau lebih kecil. Namun demikian, penggunaan ring yang terlalu kecil menghasilkan

kesalahan pengukuran yang besar (Tricker, 1978), sedangkan penggunaan ukuran ring yang

terlalu besar juga menjadi tidak efisien karena membutuhkan air dalam jumlah banyak, sulit

untuk dipasang, relatif lebih mahal, serta membutuhkan waktu lama untuk mencapai

kesetimbangan. Ring umumnya terbuat dari logam dengan ketebalan 1-5 mm, bagian bawah

dibuat tajam, untuk meminimumkan gangguan terhadap tanah.

2. Balok kayu dan palu untuk membenamkan ring ke dalam tanah atau dapat digunakan hydraulic

rum, stop watch (alat pengukur waktu lainnya), spon kasar. Bila penambahan air dilakukan secara

otomatis, maka gunakan mariotte reservoir, namun bila penambahan air dilakukan secara

manual, maka diperlukan ember atau drum, gayung, gelas ukur, penggaris atau meteran.

B. Prosedur Kerja

1. Benamkan ring secara vertikal ke dalam tanah sedalam 3-10 cm menggunakan balok kayu dan

palu atau penumbur hidrolik. Pastikan bahwa kedalaman ring cukup untuk membuat ring kuat

berdiri. Namun demikian perhitungkan pula tebal ring yang akan digenangi, misalnya bila

kedalaman pembenaman ring 5 cm dan kedalaman penggenangan juga 5 cm, maka panjang ring

yang digunakan minimal 11 cm.

Gambar 2.1 Menggali Tanah Tempat Ring

Gangguan terhadap tanah akibat proses pembenaman ring harus seminimal mungkin. Hindari

pengikisan atau perataan tanah. Bila double ring infiltrometer yang digunakan, maka ring

pengukur dibenamkan terlebih dahulu.

Gambar 2.2 Proses Penanaman Ring

2. Hindari kebocoran di sekitar dinding ring dengan cara memadatkan bagian tanah yang

bersentuhan dengan dinding ring. Bila terbentuk celah yang besar, maka perlu dilakukan

perekatan dengan menggunakan serbuk bentonit atau liat halus.

3. Genangi ring pengukur dengan tingkat kedalaman yang konstan, dan ukur kecepatan masuknya

air ke dalam tanah.

Gambar 2.3 Penggenangan Ring dengan Air dan Pengukuran Infiltrasi

Bila double ring infiltrometer yang digunakan, maka samakan ketinggian genangan pada ring

penyangga dengan ring pengukur. Tinggi genangan biasanya bekisar antara 5-20 cm. Cara yang

mudah untuk mengatur tinggi genangan secara konstan adalah dengan menggunakan mariotte

reservoir. Ketinggian pelampung pada marriot reservoir dibuat sama dengan ketinggian air pada

ring pengukur, sedangkan kecepatan penurunan air pada marriote reservoir dapat digunakan

untuk menghitung laju infiltrasi. Alternatif lainnya adalah dengan menggunakan katup apung

(float valve) yang dihubungkan (via tabung atau selang yang bersifat flexible) dengan

penampung air yang mengalir dengan menggunakan gaya gravitasi (gravity-feed reservoir). Cara

ini sering digunakan pada tanah-tanah yang mempunyai laju infiltasi tinggi. Cara yang paling

sederhana adalah dengan menambahkan air secara manual, biasanya digunakan untuk tanah

dengan laju infiltrasi rendah. Untuk mengetahui kapan air harus ditambahkan, diperlukan

penunjuk atau pointer (yang paling sederhana adalah penggaris atau batang kayu atau logam

yang ditera) atau bisa digunakan semacam kait pengukur (hook gauge). Ketika permukaan air

dalam ring pengukur turun dan sampai pada titik penunjuk (pointer) atau hook gauge level,

maka lakukan penambahan air sampai permukaan air dalam ring kembali ke titik awal atau

preset mark. Rata-rata laju infiltrasi ditetapkan atau dihitung dari volume penambahan air dan

interval waktu penambahan. Kedalaman penggenangan (H) merupakan ketinggian air yang

terletak pada pertengahan antara preset mark dan pointer (hook gauge).

Gambar 2.4 Double Ring Infiltrometer

4. Quasy-steady state flow (aliran air yang konstan) diasumsikan terjadi ketika kecepatan

penurunan air di dalam ring menjadi konstan. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai quasy-

steady state flow (waktu kesetimbangan) umumnya meningkat dengan semakin halusnya

tekstur tanah, menurunnya struktur tanah, meningkatnya kedalaman penggenangan (H) dan

kedalaman pembenaman ring (d), dan semakin besarnya radius ring.

Gambar 2.5 Mariotte Reservoir

C. Hal Yang Perlu DIperhatikan Saatn Menggunakan Infiltrometer

1. Penggunaan double-ring infiltrometer ditujukan untuk mengurangi penyimpangan aliran atau

aliran lateral. Namun demikian, hasil pengujian di laboratorium, lapangan, dan simulasi numerik

menunjukkan bahwa fungsi ring penyangga (buffer cylinder) sering tidak efektif, yang mana laju

infiltrasi pada ring pengukur dalam kondisi quasy-steady state masih dipengaruhi oleh aliran yang

menyimpang (flow divergence). Akibatnya, penggunaan double ring infilrometer tidak dapat

meningkatkan keakuratan persamaan.

2. Beberapa faktor fisik dapat menyebabkan terjadinya kesalahan (error)pengukuran.

Tabel 2.1 Faktor Fisik Penyebab Error

3. Penggunaan ring yang terlalu besar menyebabkan lebih lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

mencapai kesetimbangan (konstan) dan peluang untuk terjadinya gangguan terhadap tanah (saat

ring dipasang) akan semakin besar. Pembenaman ring yang terlalu dalam juga dapat

menyebabkan timbulnya celah antara tanah dan dinding ring, terutama untuk tanahtanah yang

mudah pecah.

D. Hasil Pengukuran Infiltrometer

Hasil pengukuran diperoleh berupa grafik hubungan volume air yang masuk ke dalam tanah dalam

fungsi dan grafik sebaran hujan. Data pengamatan ditulis kedalam program Ms Excel. Grafik

digambarkan sebagai scatter data titik hubungan antara kedalaman penurunan air dalam fungsi waktu.

Selama pengamatan, ring infiltrometer perlu diisi berulang kali untuk mendapatkan hasil pengukuran

yang konstan.

Gambar 2.6 Contoh Grafik Laju Infiltrasi

Gambar 2.7 Contoh Grafik Laju Infiltrasi Horton

E. Contoh Perhitungan Infiltrasi

t = (-1/(K log e)) log (f - fc ) + (1/(K log e)) log (fo - fc)

Menggunakan persamaan umum liner, y = m X + C, sehingga :

y = t

m = -1/(K log e)

X = log (f - fc )

C = (1/K log e) log (fo - fc)

Tabel 2.2 Contoh Data infiltometer (double ring)

t (jam) 0 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00

f(cm/jam) 10,4 5,6 3,2 2,1 1,5 1,2 1,1 1,0 1,0

Tabel 2.3 Perhitungan parameter infiltrasi

Waktu (t) kapasitas infiltrasi( f ) fc f fc log (f fc)

(jam) (cm/jam)

0,00 10,4 1,0 9,4 0,973

0,25 5,6 1,0 4,6 0,663

0,50 3,2 1,0 2,2 0,342

0,75 2,1 1,0 1,1 0,041

1,00 1,5 1,0 0,5 -0,301

1,25 1,2 1,0 0,2 -0,699

1,50 1,1 1,0 0,1 -1,000

1,75 1,0 1,0 0,0

2,00 1,0 1,0 0,0

Persamaan liner regresi y = m X + C atau y = t dan X = log (f fc).

Dengan memplot hubungan t dan log (f fc) pada kertas grafik atau menggunakan kalkulator maka

diperoleh persamaan

y = -0,7527 X + 0,7521 (Gambar 2.8)

Gambar 2.8 Kurva

gradien, m = -0,7527 dengan menggunakan rumus K = 1 /0,434 m, maka K = 3,06 dengan

diketahuinya nilai pada Tabel 3.2, maka nilai

fc = 1.0

fo = 10,4

K = 3,06

maka persamaan kurva kapasitas infiltrasinya adalah

f = fc + (fo fc) e-Kt

f = 1,0 + (10,4 1,0) e-3,06t

f = 1,0 + 9,4 e-3,06t

Gambar 2.9 memperlihatkan bagaimana model Horton yang digunakan dapat menduga nilai

pengamatan lapangan. Ini berarti model Horton sangat tepat (fitting) dengan pengamatan lapangan.

Gambar 2.9 Kurva Fitting Persamaan Model Horton