Air merupakan sumber daya yang sangat penting dan vital bagi kehidupan mahluk hidup. Tanpa adanya air mungkin aktifitas yang dilakukan manusia terganggu. Oleh sebab itu perlu ada usaha untuk mempertahankan siklus air (siklus hidrologi) tersebut agar manusia bisa terhindar dari krisis air yang berkepanjangan. Konsep hidrologi ini dimulai dengan penguapan air di laut. Uap yang dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak, dan dalam kondisi yang memungkinkan uap tersebut terkondensasi membentuk awan, yang pada akhirnya dapat menghasilkan presipitasi. Presipitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda-beda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari presipitasi tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat ia jatuh, dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman. Sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus masuk lebih jauh ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah (ground water). Di bawah pengaruh gaya gravitasi, baik aliran permukaan (surface streamflow) maupun air dalam tanah bergerak menuju tempat yang lebih rendah yang akhirnya dapat mengalir ke laut. Namun, sejumlah besar air permukaan dan air bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan dan pemeluhan (transpirasi) sebelum sampai ke laut.

Dalam bidang konservasi tanah, infiltrasi merupakan komponen yang sangat penting karena masalah konservasi tanah pada azasnya adalah pengaturan hubungan antara intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi, serta pengaturan aliran permukaan. Aliran permukaan hanya dapat diatur dengan memperbesar kemampuan tanah menyimpan air, utamanya dapat ditempuh melalui perbaikan atau peningkatan kapasitas filtrasi. Kapasitas infiltrasi merupakan laju maksimum air yang dapat masuk ke dalam tanah pada suatu saat . Apabila kapasitas infiltrasi lebih kecil dari intensitas hujan, dapat menyebabkan terjadinya banjir dan erosi. Air tanah adalah salah satu fase dalam daur hidrologi, yakni suatu peristiwa yang selalu berulang dari urutan tahap yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer, penguapan dari darat atau laut atau air pedalaman, pengembunan membentuk awan, pencurahan, pelonggokan dalam tanah atau badan air dan penguapan kembali. Dari daur hidrologi tersebut dapat dipahami bahwa air tanah berinteraksi dengan air permukaan serta komponen-komponen lain yang terlibat dalam daur hidrologi termasuk bentuk topografi, jenis batuan penutup, penggunaan lahan, tumbuhan penutup, serta manusia yang berada di permukaan. Akan tetapi para pakar keairan mengatakan bahwa pada pertengahan abad XXI, Indonesia akan mengalami krisis air yang mengkhawatirkan terutama pusat-pusat wilayah kota dan wilayah perindustrian. Hal ini sangat mengagetkan karena Indonesia merupakan wilayah tropis, memiliki curah hujan yang tinggi dan dilihat dari letak geografi pun Indonesia tergolong sebagai wilayah yang istimewa dikarenakan sinar mataharinya berlimpah yang secara otomatis dapat memperlancar proses penguapan, serta mempunyai dua musim (kemarau dan penghujan), tanah volkanik yang subur dan banyak lagi factor-faktor yang membuat kita tidak percaya bahwa Indonesia akan mengalami krisis air. Namun pertengahan abad XX pusat-pusat pertumbuhan mulai muncul serta memanfaatkan kondisi alam yang ada sehingga bedirilah pusat-pusat perdagangan, pusat pemerintahan yang membutuhkan infrastruktur yang sangat banyak dan beranekaragam. Dengan tumbuh berkembangnya manusia kearah modernisasi ada dampak kerugian yang terjadi terhadap sumberdaya alam khususnya air, keterbatasan daya dukung untuk upaya menjaga ekosistem menjadikan terganggunya keseimbangan antara masuknya air kedalam tanah (infiltrasi) dengan potensi air yang mengalir secara langsung kelaut serta proses menguapnya air (evapotranspirasi). Coba kita bandingankan kenyataan sekarang dengan kenyataan yang ada pada 20 tahun yang lalu, sungai-sungai pada musim kemarau tidak pernah kering, ikan yang hidup didalamnya pun tergolong masih beraneka ragam maka dari situ pun bisa kita bisa simpulkan mengenai kwalitas airnya. Hal yang terbalik bisa kita simak pada saat ini yaitu sungai-sungai menjadi sarana pembuangan limbah rumah tangga, tempat sampah dan bahkan dimanfaatkan untuk pemukiman oleh manusia yang lupa untuk menjaga siklus hidrologi tersebut.

Manusia, menjadi salah satu factor yang menjadikan terganggunya siklus hidrologi yang ada dibumi ini. Pengekploitasi besar-besaran untuk menunjang kehidupan membuat kurangnya daerah resapan air didaerah perkotaan terutama didaerah kawasan industry seperti Jakarta utara (marunda). Banyak gedung-gedung bertingkat yang kokoh berdiri, pabrik-pabrik ekspor impor bermunculan akan tetapi semua itu tidak dibarengi dengan pembentukan daerah resapan air guna untuk menjaga keseimbangan lingkungan. Memang jika kita lihat dari sudut pandang ekonomi, daerah Jakarta utara tergolong sebagai daerah yang komersilnya bernilai tinggi, hal ini terjadi dikarenakan didaerah tersebut merupakan pintu antara Jakarta (ibu kota) dengan pulau-pulau yang ada diindonesia ataupun dengan Negara-negara lain yang ada didunia. Akan tetapi alasan tersebut tidak lah bisa kita jadikan pendirian untuk membangun suatu bangunan/pabrik akan tetapi alangkah lebih baiknya kita barengi dengan pembuatan daerah resapan air, dan penanaman pohon dilingkungan tempat tinggal atau pun kawasan industry.

1.2 Rumusan Masalah

Apa yang dimaksud dengan infiltrasi?

Bagaimana proses terjadinya infiltrasi?

Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi infiltrasi?

Masalah apa yang ditimbulkan akibat terganggunya proses infiltrasi?

1.3 Pembatasan Masalah

Mengenai laju infiltrasi pada tanah yang bertekstur lembab.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji tentang pengaruh sifat fisik tanah terhadap laju infiltrasi didaerah industry (Marunda).

1.5 Manfaat

Diperoleh informasi tentang faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi laju infiltrasi didaerah industry (marunda).

Bab II

Tinjauan Pustaka

2.1 Siklus Hidologi

Siklus hidrologi adalah rangkaian peristiwa yang terjadi saat air dari awan jatuh ke bumi hingga menguap ke udara untuk kemudian jatuh lagi ke bumi (Arsyad 1989). Menurut Asdak (2004), air hujan yang mencapai permukaan sebagian akan terserap ke dalam tanah (infiltrasi). Sedangkan air hujan yang tidak terserap dalam cekungan-cekungan permukaan tanah (surface detention) untuk kemudian mengalir di atas permukaan tanah yang lebih rendah menjadi aliran permukaan untuk selanjutnya masuk ke sungai. Air infiltrasi akan tertahan di dalam tanah oleh gaya kapiler yang selanjutnya akan membentuk kelembaban air tanah. Apabila tingkat kelembaban air tanah telah jenuh maka air hujan yang masuk ke dalam air tanah akan bergerak secara lateral (horisontal) untuk selanjutnya pada tempat tertentu akan keluar lagi ke permukaan tanah danakhirnya mengalir ke sungai. Alternatif lain, air hujan yang masuk ke dalam dan menjadi bagian dari air tanah (groundwater). Air tersebut akan mengalir pelanpelan ke sungai, danau dan tempat penampungan air alamiah (baseflow).

Gambar-1. Siklus Hidrologi

2.2 Air Tanah

Air tanah berasal dari air hujan akan yang tertahan oleh tanah sehingga pada waktu tertentu, tanah tidak dapat meresapnya. Disamping itu, akan terjadi percampuran dengan bahan mineral dan bahan organik. Keberadaan air dalam tanah akan tertahan atau terserap oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan grafitasi.

Kelebihan dan kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.

Kegunaan air bagi pertumbuhan tanaman adalah:

1. Sebagai unsur hara tanaman

Tanaman memerlukan air dari tanah dan CO2 dari udara untuk membentuk gula dan karbohidrat dalam proses fotosintesis.

2. Sebagai pelarut unsur hara.

Unsur hara yang terlarut dalam air diserap dalam air diserap oleh akar-akar

tanaman dari larutan tersebut.

3. Sebagai bagian dari sel-sel tanaman.

Persediaan air dalam tanah tergantung dari:

1) Banyaknya curah hujan atau air irigasi.

2) Kemampuan tanah menahan air.

3) Besarnya evapotranspirasi.

4) Tingginya muka air tanah (Hardjowigeno 2003).

Daerah atau wilayah dimana air yang berada di permukaan tanah baik air hujan ataupun air permukaan mengalami proses penyusupan (infiltrasi) secara gravitasi melalui lubang pori tanah/batuan atau celah/rekahan pada tanah/batuan. Proses penyusupan air ini kemudian berakumulasi pada satu titik dimana air tersebut menemui suatu lapisan atau struktur batuan yang bersifat kedap air (impermeable). Titik akumulasi ini akan membentuk suatu zona jenuh air (saturated zone) yang seringkali disebut sebagai daerah luahan air tanah (discharge zone). Perbedaan kondisi fisik secara alami akan mengakibatkan air dalam zonasi ini akan mengalir secara gravitasi karena perbedaan tekanan, control struktur batuan dan parameter lainnya. Kondisi inilah yang disebut sebagai aliran air tanah. Daerah aliran air tanah ini selanjutnya disebut sebagai daerah aliran (flow zone). Dalam perjalananya aliran air tanah ini seringkali melewati suatu lapisan akifer yang diatasnya memiliki lapisan penutup yang bersifat kedap air (impermeable). Hal ini mengakibatkan perubahan tekanan antara air tanah yang berada di bawah lapisan penutup dan air tanah yang berada diatasnya. Perubahan tekanan inilah yang didefinisikan sebagai air tanah tertekan (confined aquifer) dan air tanah bebas (unconfined aquifer). Dalam kehidupan sehari-hari pola pemanfaatan air tanah bebas sering kita lihat dalam penggunaan sumur gali oleh penduduk, sedangkan air tanah tertekan dalam sumur bor yang sebelumnya telah menembus lapisan penutupnya. Air tanah bebas (water table) memiliki karakter berfluktuasi yang berbeda terhadap iklim sekitar, mudah tercemar dan cenderung memiliki kesamaan karakter kimia dengan air hujan. Kemudahannya untuk didapatkan membuat kecenderungan disebut sebagai air tanah dangkal (Rully 2007)

Gambar-2. Distribusi Air Tanah

2.3 Struktur tanah

Menurut staf pengajar Ilmu Tanah UGM (2008) struktur tanah dapat dibagi dalam struktur makro dan mikro. Struktur makro/struktur lapisan bawah tanah yaitu pnyusunan agregat-agregar tanah yang satu dengan yang lainnya. Sedangkan struktur mikro ialah penyusunan butir-butir primer tanah kedalam butir-butir majemuk atau agregat-agregat yang satu sama lain dibatasi oleh bidang-bidang alami. Meskipun terdapat berbagai kemungkinan butir-butir primer menjadi agregat-agregat akan tetapu dapat dibedakan berdasarkan penyusunan tertentu. Menurut Hasibuan (2005) struktur tanah dibedakan atas:

a) Bentuk butir : Bentuk ini terdiri dari agregat-agregat kecil yang keras atau lunak, bersudut atau membulat, bersifat porous.

b) Bentuk Remah : Terdiri dari agregat-agregat kecil berpori. Umumnya lunak, bentuk tidak tentu. Bentuk struktur dan remah merupakan struktur yang baik karena lebih berpori dan mempunyai kemampuan menyimpan air dan udara yang cukup bagi pertumbuhan tanaman.

c) Bentuk Lempeng : Merupakan keeping-keping dimana sumbu vertical lebih kecil dari sumbu horizontal.

d) Bentuk Prisma : Merupakan kesatuan-kesatuan struktur yang mempunyai sumbu vertical lebih panjang dari sumbu horizontal dan bagian atasnya rata.

e) Bentuk Tiang : Bentuk seperti tiang, sumbu vertical lebih besar dari sumbu horizontal, bagian atasnya membulat.

f) Bentuk Gompal : Bentuk seperti kubus dan dibedakan menjadi gumpal bersudut dan gumpal membulat. Gumpal bersudut bentuknya seperti kubus dengan sudut-sudut tajam, gumpal membulat bentuknya seperti kubus dengan sudut-sudut membulat.

Kemantapan struktur tanah dapat dibedakan menjadi :

1. Non struktur, yaitu tidak ada dampak adanya suatu bentuk tertentu, keseluruhannya biasa bebentuk lepas seperti pasir atau pejal dan padat.

2. Lemah, yaitu tingkat perkembangan masih lemah kesatuan struktur kurang nyata dan butiran-butiran tanah mudah hancur.

3. Sedang, yaitu tingkat perkembangan tanah dimana kesatuan-kesatuan struktur mempunyai bentuk nyata, struktur tanah agak sukar hancur.

4. Kuat, yaitu butir-butir tanah telah memperlihatkan bentuk nyata dan struktur tanah kuat dan sukar hancur (Hardjowigeno, 1989).

Struktur tanah dikatakan mempunyai struktur tanah yang baik apabila tanah-tanah yang mempunyai tata udara dan daya air yang baik, unsur hara lebih mudah tersedia dan mantap, tidak mudah rusak oleh pukulan-pukulan air hujan sehingga pori-pori tanah tidak cepat tertutup. Struktur tanah yang baik umumnya dijumpai pada tanah yang bestruktur remh butiran karena pada struktur ini terdapat keseimbangan yang baik antara udara dengan air (Seyhan, 2005).

2.4 Tekstur Tanah

Tekstur tanah adalah perbandingan relative jumlah fraksi pasir, debu dan liat. Gabungan dari ketiga fraksi ini menentukan kelas tekstur tanah. Tekstur tanah adalah merupakan sifat disik tanah yang tidak banyak berubah walaupun proses pembentukan tanah berlangsung secara aktif. Tanah yang berpasir atau berliat akan terus berpasir dan berliat pada jangka waktu yang lama (Saidi, 2006).

Tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap atau menahan air dan unsure hara, sehingga pada musim kemarau mudah kekurangan air. Tanah yang mengandung debu lebih kuat menyerap air dibandingkan dengan tanah berpasir. Karena pori-porinya kecil. Daya meresapkan air perlahan-lahan, sehingga air lama diserap oleh tanah, sedangkan tanah-tanah bertekstur liat mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara lebih tinggi. Tanah-tanah yang mengandung liat dan bercampur dengan sejumlah debu menghasilkan tanah yang bertekstur halus. Tanah seperti ini pada umumnya mempunyai pergerakan air dan pertukatan lambat, bersifat plastis dan lekat jika basah sehingga sukar diolah (Hasibuan, 2005).

Tipe-tipe tanah (pasir, debu, dan liat) dapat mengontrol laju infiltrsi. Sebagai contoh, permukaan tanah yang berpasir secara umum memiliki laju infiltrasi yang tinggi dari pada permukaan tanah liat. Kenyataannya pada beberapa pengamatan kapasitas infiltrasi pada fraksi pasir adalah lebih besar dibandingkan dengan fraksi liat, hal ini memang dipengaruhi oleh karena litany kaya akan pori yang halus tetapi miskin akan pori yang besar. Sebaliknya pasir miskin akan pori halus namun kaya akan pori besar (Juanda et al, 2003).

Tanah liat banyak mengandung mineral liat motmorillonit dan ilit, tanah ini ditunjukan oleh adanya lapisan permukaan tanah yang pecah-pecah. Semakin besar kandungan liat dan semakin banyak bahan organic tanah semakin besar air yang mampu ditahan atau disimpan oleh tanah. Banyaknya air yang tersimpan didalam tanah juga dipeng/aruhi oleh kondisi profil tanah dan permeabilitas tanahnya. Profil tanah yang dalam dan permeabilitas tanah yang baik (sedang-cepat) memungkinkan air permukaan dapat masuk lebih dalam kedalam tanah dan mengisi pori-pori dan rongga-rongga yang ada jauh didalam tanah (Moehansyah, 2006). Menurut Hasibuan (2005) klasifikkasi kelas tekstur tanah dapat disajikan pada table 1 sebagai berikut :

No	Nama Tekstur	Pasir (%)	Debu (%)	Liat (%)
1	Pasir	85 – 100	0 – 15	0 – 10
2	Lempeng liat berpasir	45 – 80	0 – 28	20 – 35
3	Pasir Berlempung	70 – 90	0 – 39	10 – 15
4	Lempung Berpasir	43 – 80	0 – 50	0 – 20
5	Lempung	23 – 52	28 – 50	7 – 27
6	Lempung Berdebu	0 – 52	50 – 88	0 – 27
7	Debu	0 – 20	88 – 100	0 – 12
8	Lempung Liat Berdebu	0 – 20	40 – 73	27 – 40
9	Lempung Berliat	20 – 45	15 – 53	27 – 40
10	Liat Berpasir	45 – 65	0 – 20	35 – 45
11	Liat Berdebu	0 – 20	40 – 60	40 – 60
12	Liat	0 – 45	0 – 40	40 – 100

Tabel 1. Klasifikasi Tekstur Tanah

2.5 Infiltrasi

Salah satu proses yang berkaitan dengan distribusi air hujan yang jatuh ke permukaan bumi adalah infiltrasi. Infiltrasi adalah proses masuk atau meresapnya air dari atas permukaan tanah ke dalam bumi. Sedangkan perkolasi merupakan kelanjutan aliran air ke tanah yang lebih dalam. Jadi dengan kata lain infiltrasi terjadi akibat pengaruh gaya kapiler (gerak air kearah lateral) dan untuk proses perkolasi dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi bumi.

Kadar air tanah (water storage) merupakan selisih masukan air tawar (water gain) dari presipitasi (meliputi hujan, salju, kabut) yang menginfiltrasi tanah ditambah hasil kondensasi (oleh tanaman dan tanah) dan adsorpsi (oleh tanah) dikurangi air yang hilang (water loss) lewat evapotranspirasi, aliran permukaan, perkolasi dan rembesan lateral.

Perhatikan gambar berikut :

Gambar-3. Ilustrasi Distribusi Air Hujan Kedalam Tanah (Infiltrasi dan Porkulasi)

Laju maksimal gerakan air masuk ke dalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi. Kapasitas infiltrasi terjadi ketika intensitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan. Dibawah pengaruh gaya gravitasi, air hujan mengalir vertikal kedalam tanah melalui profil tanah. Dengan demikian, mekanisme infiltrasi melibatkan tiga proses yang tidak saling mempengaruhi (Asdak, 2002):

a. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah.

b. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah.

c. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas).

Pengukuran laju infiltrasi dapat dilakukan pada permukaan tanah, pada kedalam tertentu, pada lahan kosong atau pada lahan bervegetasi. Walaupun satuan infiltrasi serupa dengan konduktivitas hidraulik, terdapat perbedaan antara keduanya. Hal itu tidak bisa secara langsung dikaitkan kecuali jika kondisi batas hidraulik diketahui, seperti kemiringan hidraulik dan aliran air lateral atau jika dapat diperkirakan. Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu millimeter perjam. Laju infiltrasi memiliki kegunaan seperti studi pembuangan limbah cair, evaluasi potensi lahan tanki septik, efisiensi pencucian dan drainase, kebutuhan irigasi, penyebaran air dan imbuhan air tanah, dan kebocoran saluran atau bendungan dan kegunaan lainnya (Kirkby, M.J., 1971).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah:

1. Tekstur tanah

2. Kerapatan massa (bulk density)

3. Permeabilitas

4. Kadar air tanah dan

5. Vegetasi.

Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density) tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin lemah tanahnya maka laju infiltrasi akan semakin besar. Bila ditinjau dari sudut vegetasi maka semakin besar penetrasi akar, semakin besar daya serap akar, semakin tinggi akumulasi bahan organik tanah maka laju infiltrasi akan semakin besar.

Tanah yang berbeda-beda menyebabkan air meresap dengan laju yang berbeda-beda. Setiap tanah memiliki daya resap yang berbeda, yang diukur dalam millimeter perjam (mm/jam). Jenis tanah berpasir umumnya cenderung mempunyai laju infiltrasi tinggi, akan tetapi tanah liat sebaliknya, cenderung mempunyai laju infiltrasi rendah. Jumlah dan ukuran pori yang menentukan adalah jumlah pori-pori yang berukuran besar. Makin banyak pori-pori besar maka kapasitas infiltrasi makin besar pula. Atas dasar ukuran pori tersebut, liat kaya akan pori halus dan miskin akan pori besar. Sebaliknya fraksi pasir banyak mengandung pori besar dan sedikit pori halus. Dengan demikian kapasitas infiltrasi pada tanah-tanah pasir jauh lebih besar daripada tanah liat.

Tanah-tanah yang bertekstur kasar menciptakan struktur tanah yang ringan. Sebaliknya tanah-tanah yang terbentuk atau tersusun dari tekstur tanah yang halus menyebabkan terbentuknya tanah-tanah yang bertekstur berat. Tanah dengan struktur tanah yang berat mempunyai jumlah pori halus yang banyak dan miskin akan pori besar. Sebaliknya tanah yang ringan mengandung banyak pori besar dan sedikit pori halus. Dengan demikian kapasitas infiltrasi dari kedua jenis tanah tanah tersebut akan berbeda pula, yaitu tanah yang berstruktur ringan kapasitas infiltrasinya akan lebih besar dibandingkan dengan tanah-tanah yang berstruktur berat (Saifuddin, 1986).

Infiltrasi merupakan interaksi kompleks antara intensitas hujan, karakteristik dan kondisi permukaan tanah. Intensitas hujan berpengaruh terhadap kesempatan air untuk masuk ke dalam tanah. Bila intensitas hujan lebih kecil dibandingkan dengan kapasitas infiltrasi, maka semua air mempunyai kesempatan untuk masuk ke dalam tanah. Sebaliknya, bila intensitas hujan lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitas infiltrasi, maka sebagian dari air yang jatuh di permukaan tanah tidak mempunyai kesempatan untuk masuk ke dalam tanah, dan Infiltrasi merupakan interaksi kompleks antara intensitas hujan, karakteristik dan kondisi permukaan tanah. Berkurangnya infiltrasi air kedalam tanah, terutama pada kawasan resapan air (recharge area), dapat mengurangi kembalian air bawah tanah (ground water), sehingga banjir dan kekeringan merupakan akibat dari peristiwa tersebut. Air hujan yang jatuh di permukaan tanah akan mengalami evaporasi, infiltrasi, perkolasi, dan air yang mengalir diatas permukaan tanah sebagai limpasan permukaan. Sejumlah air hujan disimpan dalam tanah sebagai air tanah (ground water storage) dan air bumi (ground water) yang pada suatu saat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Sejumlah besar air yang jatuh diatas tanah hilang karena aliran permukaan. Dalam keadaan demikian ada dua hal yang perlu diperhatikan: (1) kehilangan air yang seharusnya masuk ke dalam tanah dan mungkin dapat digunakan tanaman; dan (2) hilangnya tanah yang biasa terjadi bila air hilang terlalu cepat. Lepas dan tesangkutnya tanah disebut erosi (Soepardi, 1983).

2.5.1 Proses Terjadinya Infiltrasi

Ketika air hujan menyentuh permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses masuknya air hujan ke dalam tanah disebabkan oleh potensial gravitasi dan potensial matriks tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh potensial gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Di bawah pengaruh potensial gravitasi, air hujan mengalir tegak lurus ke dalam tanah melalui profil tanah. Pada sisi yang lain, potensial matriks bersifat mengalirkan air tersebut tegak lurus ke atas, ke bawah, dan ke arah horizontal. Potensial matriks tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori relatif kecil, pada tanah dengan pori-pori besar potensial ini dapat diabaikan pengaruhnya dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh pengaruh gravitasi. Dalam perjalanannya, air juga mengalami penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih kecil (Asdak, 1995).

2.5.2 Evaluasi Laju Infiltrasi

Arsyad (2000) menyatakan laju infiltrasi ditentukan oleh besarnya kapasitas infiltrasi dan laju penyediaan air. Selama intensitas hujan (laju penyediaan air) lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi sama dengan intensitas hujan.

Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time dependent equation). Philip mengajukan model persamaan infiltrasi:

𝑓𝑝=𝐶+𝐷𝑡−0,5…………………………………………………………… (1)

Dimana:

fp = kapasitas infiltrasi (mm/ menit)

C, D = konstanta yang dipengaruhi oleh faktor lahan dan kadar air tanah awal.

t = waktu (menit)

Infiltrasi kumulatif diperoleh dengan mengintegralkan persamaan (1) untuk periode tertentu, mulai dari t = 0 sampai dengan t = t.

𝐹= ∫(𝐷𝑡−0,5+𝐶 )𝑡0.𝑑𝑡=𝐶.𝑡+2𝐷𝑡0.5 ....................................................... (2)

Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis:

𝐹−𝐶.𝑡=2 𝐷𝑡0,5 .................................................................................... (3)

Proses pengepasan dari persamaan di atas dapat dilakukan dengan menggunakan data dari dua interval waktu, yaitu t1dan t2 serta dua nilai dari infiltrasi kumulatif pada interval tersebut, yaitu F1 dan F2 sehingga:

𝐹1− 𝐶𝑡1=2 𝐷𝑡1 0,5 ................................................................................. (4)

𝐹2− 𝐶𝑡2=2 𝐷𝑡2 0,5 ................................................................................. (5)

Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:

(𝐹1− 𝐶𝑡1=2 𝐷𝑡1 0,5) × 𝑡2 (𝐹2− 𝐶𝑡2=2 𝐷𝑡2 0,5)×𝑡1 𝐹1− 𝐶𝑡1𝑡2=2 𝐷𝑡1 0,5𝑡2 𝐹1− 𝐶𝑡1𝑡2=2 𝐷𝑡2 0,5𝑡1 𝐹1𝑡2−𝐹2𝑡1= 2 𝐷 (𝑡1 0,5𝑡2− 𝑡2 0,5𝑡1)

Sehingga,

𝐷= 𝐹1𝑡2−𝐹2𝑡12 (𝑡1 0,5𝑡2− 𝑡2 0,5𝑡1) ...................................................... (6)

Nilai D lalu dimasukkan ke dalam persamaan (4) atau (5) hingga diperoleh nilai C. Nilai C dan D kemudian dimasukkan ke dalam persamaan Philip.

(Januar dan Nora, 1999).

2.6 Curah Hujan

Hujan merupakan faktor yang paling penting di daerah tropika sebagai agensi yang mampu merusak tanah melalui kemampuan energi kinetiknya yang dijabarkan sebagai intensitas, durasi, ukuran butiran hujan dan kecepatan jatuhnya. Faktor iklim dibedakan dalam dua kategori yakni bila curah hujan tahunan <2500 mm diperhitungkan daya rusaknya akan lebih kecil dari pada >2500 mm (Kementrian Lingkungan Hidup, 2008).

Menurut Lee (1990), hujan mempengaruhi kapasitas infiltrasi dengan berbagai cara. Pemadatan oleh hujan secara drastis dapat mengurangi kemampuan tanah untuk menyerap air dengan menghilangkan pori kapiler. Curah hujan tinggi dalam suatu waktu mungkin tidak menyebabkan erosi jika intensitasnya rendah. Demikian pula bila hujan dengan intensitas tinggi tetapi terjadi dalam waktu singkat. Hujan akan menimbulkan erosi jika intensitasnya cukup tinggi dan jatuhnya dalam waktu yang relatif lama. Ukuran butir hujan juga

sangat berperan dalam menentukan erosi. Hal tersebut disebabkan karena dalam proses erosi energi kinetik merupakan penyebab utama dalam menghancurkan agregat-agregat tanah. Besarnya energi kinetik hujan tergantung pada jumlah hujan, intensitas dan kecepatan jatuhnya hujan. Kecepatan jatuhnya butir-butir hujan itu sendiri ditentukan ukuran butir-butir hujan dan angin (Utomo, 1989).

2.7 Infiltrometer

Alat infiltrometer yang biasa digunakan adalah jenis infiltrometer ganda (double ring infiltrometer), yaitu satu infiltrometer silinder ditempatkan di dalam infiltrometer silinder lain yang lebih besar. Infiltrometer silinder yang lebih kecil mempunyai ukuran diameter sekitar 30 cm dan infiltrometer yang besar mempunyai ukuran 46 hingga 50 cm. Pengukuran hanya dilakukan pada silinder yang kecil. Silinder yang lebih besar berfungsi sebagai penyangga yang bersifat menurunkan efek batas yang timbul oleh adanya silinder (Asdak, 1995). Hal tersebut diperlukan pula agar air yang berinfiltrasi tidak menyebar secara lateral di bawah permukaan tanah (Seyhan, 1990).

2.8 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses infiltrasi adalah persediaan air awal (kelembaban awal), kegiatan biologi dan unsur organik dan jenis-jenis vegetasi (Asdak 2004). Menurut Soesanto (2008), faktor-faktor yang mempengahui infiltrasi adalah karakteristik permukaan tanah, transmisi lapisan tanah, pengatusan dan kapasitas penampungan. Ada beberapa sifat fisik tanah yang dapat mempengaruhi besarnya infiltrasi. Keterkaitan sifat fisik tanah dan infiltrasi sangat besar karena keduanya saling mempengaruhi. Sifat fisik tanah merupakan sifat yang bertanggung jawab atas peredaran udara, panas, air dan zat terlarut melalui tanah. Sifat fisik tanah yang penting antara lain adalah tekstur tanah, struktur, porositas dan stabilitas agregat. Beberapa sifat fisik tanah dapat dan memang mengalami perubahan karena penggarapan tanah. Sifat fisik tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu batuan induk, iklim, vegetasi, topografi

dan waktu (Hardjowigeno 2003). Dalam proses infiltrasi sifat fisik tanah yang mempengaruhi adalah tekstur, struktur, permeabilitas, bulk density dan kadar air tanah.

1. Topografi

Kondisi topografi juga mempengaruhi infiltrasi. Pada lahan dengan kemiringan besar, aliran permukaan mempunyai kecepatan besar, sehingga air kekurangan waktu untuk infiltrasi. Akibatnya sebagian besar air hujan menjadi aliran permukaan. Sebaliknya, pada lahan yang datar air menggenang sehingga mempunyai waktu cukup banyak untuk infiltrasi.

2. Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan juga berpengaruh terhadap kapasitas infiltrasi, jika intensitas curah hujan lebih kecil dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual adalah sama dengan intensitas hujan. Apabila intensitas hujan lebih besar dari kapasitas infiltrasi, maka laju infiltrasi aktual sama dengan kapasitas infiltrasi.

Intensitas hujan merupakan faktor yang menentukan apakah suatu lokasi akan mengalami penggenangan atau banjir. Apakah banjir dikaitkan dengan laju infiltrasinya. Artinya bila intensiatas hujan lebih besar dari laju infiltrasinya. (Basak, 1999)

3. Tekstur Tanah

Menurut Hardjowigeno (2007), kelas tekstur tanah menunjukkan perbandingan butir-butir pasir (0,005-2 mm), debu (0,002-0,005 mm), dan liat < 0,002 mm) di dalam fraksi tanah halus. Tekstur menentukan tata air, tata udara, kemudahan pengelolaan, dan struktur tanah. Penyusun tekstur tanah berkaitan erat dengan kemampuan memberikan zat hara untuk tanaman, kelengasan tanah, perkembangan akar tanaman, dan pengelolaan tanah. Berdasarkan persentase perbandingan fraksi-fraksi tanah, maka tekstur tanah dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu halus, sedang, dan kasar. Makin halus tekstur tanah mengakibatkan kualitas tanah semakin menurun karena berkurangnya kemampuan tanah dalam menghisap air.

Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah (separat) yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir (sand) (berdiameter 2,00 -0,20 mm atau 2000-200 𝜇𝑚, debu (silt) (berdiameter 0,20-0,002 mm atau 200-2 𝜇𝑚) dan liat (clay) (<2 𝜇𝑚) (Hanafiah, 2005). Kelas tekstur ditentukan atas dasar perbandingan massa dari ketiga fraksi tersebut. Tanah dengan proporsi pasir, debu, dan liat yang berbeda menunjukkan kelas tekstur yang berbeda (Hillel, 1971).

4. Kerapatan Massa (Bulk Density)

Kerapatan limbak tanah (bulk density) merupakan nisbah berat tanah teragregasi terhadap volumenya, dengan satuan g/cm3 atau g/cc. Kepadatan tanah mengendalikan kesarangan tanah dan kapasitas sekap air. Bobot isi (bulk density) merupakan petunjuk tidak langsung aras kepadatan tanahnya, udara dan air, dan penerobosan akar tumbuhan ke dalam tubuh tanah. Keadaan tanah yang padat dapat mengganggu pertumbuhan tumbuhan karena akar-akarnya tidak berkembang dengan baik (Baver et al. 1987 dalam Purwowidodo 2005).

Kerapatan limdak tanah dapat bervariasi dari waktu ke waktu atau dari lapisan ke lapisan sesuai dengan perubahan ruang pori atau struktur tanah. Keragaman itu mencerminkan derajat kepadatan tanah. Tanah dengan ruang pori berkurang dan berat tanah setiap satuan bertambah menyebabkan meningkatnya kerapatan lindaknya. Tanah yang mempunyai bobot besar akan sulit meneruskan air atau sukar ditembus akar tanaman, sebaliknya tanah dengan kerapatan lindak rendah, akar tanaman lebih mudah berkembang (Hardjowigeno 2003).

5. Permeabilitas

Tanah dengan struktur mantap adalah yang memiliki permeabilitas dan drainase yang sempurna, serta tidak mudah didispersikan oleh air hujan. Permeabilitas tanah dapat menghilangkan daya air untuk mengerosi tanah, sedangkan drainase mempengaruhi baik buruknya pertukaran udara. Faktor

tersebut selanjutnya mempengaruhi kegiatan mikroorganisme perakaran dalam tanah. Selanjutnya, kelas permeabilitas akan disajikan dalam Tabel 2.

Tabel - 2. Permeabilitas Tanah

No	Kelas Permeabilitas	(cm/jam)
1	Sangat lambat	< 0,125
2	Lambat	0, 125 – 0,50
3	Agak lambat	0,5 – 2,0
4	Sedang	2,0 – 6,25
5	Agak cepat	6,25 – 12,5
6	Cepat	12,5 – 25
7	Sangat cepat	> 25

Aliran permukaan (erosi) dipengaruhi oleh kapasitas infiltrasi dan permeabilitas dari lapisan tanah. Apabila kapasitas infiltrasi dan permeabilitas besar dan mempunyai lapisan kedap yang dalam maka aliran permukaan rendah, sedangkan untuk tanah yang bertekstur halus maka penyerapan air akan semakin lambat dan aliran permukaan akan semakin tinggi (Rahim 2003).

6. Ruang Pori atau Porositas

Volume pori atau porositas adalah persentase dari seluruh volume tanah, yang tidak diisi bahan padat, terdiri atas pori yang bermacam ukuran dan bentuk mulai dari ruang submikroskopis dan mikroskopis di antara partikel primer sampai pada pori-pori besar dan lorong yang dibuat akar dan binatang yang meliang (Rahim 2003). Porositas tanah akan menentukan kapasitas penampungan air infiltrasi, juga menahan terhadap aliran. Semakin besar porositas maka kapasitas menampung air infiltrasi semakin besar. Proses infiltrasi akan meningkatkan kadar air pada kondisi kapasitas

lapang, di mana kandungan air dalam tanah maksimum yang dapat ditahan oleh partikel tanah terhadap gaya tarik bumi. Jumlah air yang diperlukan untuk mencapai kondisi kapasitas lapang disebut soil moisture difienciency (Soesanto 2008).

7. Bahan Organik Tanah

Tanah tersusun oleh bahan padatan, air dan udara.Bahan padatan ini meliputi bahan mineral berukuran pasir, debu, dan liat, serta bahan organik.Bahan organik tanah biasanya menyusun 5% bobot total tanah, meskipun hanya sedikit tetapi memegang peran penting dalam menentukan kesuburan tanah, baik secara fisik, kimiawi maupun secara biologis tanah.Komponen tanah yang berfungsi sebagai media tumbuh, maka bahan organik juga berpengaruh secara langsung terhadap perkembangan dan pertumbuhan tanaman dan mikrobia tanah, yaitu sebagai sumber energi, hormon, vitamin, dan senyawa perangsang tumbuh lainnya.Secara fisik bahan organik berperan dalam menentukan warna tanah menjadi coklat-hitam, merangsang granulasi, menurunkan plastisitas dan kohesi tanah (Brady, 1984), memperbaiki struktur tanah menjadi lebih remah sehingga laju infiltrasi lebih tinggi, dan meningktakan daya tanah menahan air sehingga drainase tidak berlebihan, kelembaban dan temperatur tanah menjadi stabil (Hanafiah, 2005).

Bab III

Metodologi Penelitian

1. Waktu dan tempat penelitian

Waktu dan tempat penelitian dilakukan pada bulan april dikawasan industri daerah jakarta utara tepatnya didaerah marunda. Untuk mengetahui tentang jenis tanah guna untuk mendapatkan informasi mengenai daerah resapan air didaerah kawasan industri (Marunda-Cilincing, Jakarta Utara).

2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan adalah air, sample tanah, alat tulis, stopwatch, bak penampung tanah, pasir, batu krikil dan kamera.

3. Metode penelitian

Pengetesan laju infiltrasi dilakukan sangat sederhana sekali, hanya mengambil nilai rata-ratanya saja. Sebab daerah tersebut merupakan daerah yang kontur tanahnya lembab oleh sebab itu kita dapat simpulkan bahwa laju infiltrasi didaerah tersebut sangat kurang baik. Kelembapan tersebut terjadi dikarenakan daerah marunda terletak dipesisir laut utara jadi tekstur tanahnya agak sedikit lembap dan hampir berlumpur. Akan tetapi hal ini tidak serta merta merata kesemua kontur tanah yang lembab seperti itu, pada saat pengujian dilapisi dengan pasir laju infiltrasinya berbeda dengan yang menggunakan tanah saja dan yang paling berbeda lagi adalah ketika pengujian dilakukan dengan menggunakan tanah, pasir dan batu krikil. Laju infiltrasinya makin cepat.

Gambar – 4. Proses pengujian laju infiltrasi terhadap tanah dan tanah yang divariasikan dengan pasir serta krikil.

Hal ini sudah dibahas pada teori pembahasan mengenai infiltrasi diatas, yaitu yang membedakan antara ketiganya adalah kerapatan pori untuk meresapnya air akibat gaya gravitasi. Yang terjadi pada tanah adalah kerapatan pori-porinya sangatlah rapat, akan tetapi berbeda pada tanah yang kita variasikan dengan pasir, pori-porinya sedikit memberikan celah untuk masuknya air walaupun dilihat dari segi bahan tingkat kerapatannya sedikit juga berbeda antara pasir dan tanah. Dan yang terakhir adalah kita variasikan tanah, pasir dan batu krikil. Pada proses ini jelas terlihat dari segi bentuk masing-masing media berbeda-beda dan dari situ pula lah rongga-rongga yang terbentuk juga agak besar dibandingkan dengan kedua proses yang telah kita lakukan tadi yang menjadikan waktu yang diperlukan untuk meresapnya air yang kedalam tanah tidak selama waktu yang diperlukan air untuk meresap kemedia tanah.

4. Analisis Data

Dari pengujian yang telah kita lakukan, faktor tanah menjadi salah satu pokok permasalahan yang sangat vital yang menjadi menurunnya daya infiltrasi terhadap tanah. Kelembaban yang terkandung ditanah ini tidak bisa terelakan lagi dikarenakan banyak faktor yang terjadi dilapangan sehingga menyebabkan tekstur tanah didaerah tersebut (marunda) sangat buruk.

Bab IV

Kondisi Umum LokasiPenelitian

1) Letak

Marunda merupakan salah satu kelurahan yang luasnya mencapai 413.8 ha yang berada dikecamatan cilincing Jakarta Utara. Kelurahan ini berbatasan dengan laut jawa disebelah utara, cilincing disebelah barat, kabupaten bekasi disebelah timur dan Rorotan disebelah selatan.

Gambar - 5 Peta Lokasi Kelurahan Marunda

2) Tofografi

Secara geografis marunda terletak didaerah pesisir laut jawa. Yaitu sebelah utara marunda langsung berbatasan dengan laut jawa. Dan ini pun menjadi sala satu ladang mata pencaharian warga sekitar yaitu sebagai nelayan ataupun membuat tambak ikan. Dan ikan bandenglah menjadi pilihan warga sekitar melihat dari Ph dan kadar tanah yang berlumpur.

Gambar – 6. Kondisi pemukiman warga didaerah marunda

3) Tanah

Tanah didaerah tersebut tergolong sangat buruk untuk menunjang laju ifiltrasi dikarenakan tekstur tanah didaerah tersebut sangat lembab. Hal ini mengingat letak daerah tersebut (marunda) berbatasan langsung dengan laut jawa, ini tidak bisa kita pungkiri lagi sebab rata-rata tekstur tanah didaerah jakarta utara memang tergolong lembab.

Gambar – 7. Contoh tekstur rata-rata tanah didaerah Marunda

4) Iklim

Cuaca didaerah tersebut tergolong panas, musim huja tidakn dan musim kemarau didominasi dengan musim kemarau yang lebih banyak. Hal ini bisa kita bandingkan dengan didaerah sekitar seperti bekasi terjadi perbedaan walaupun letaknya tidak berjauhan.

Bab V

Hasil dan Kesimpulan

Tekstur dan struktur tanah sangat mempengaruhi hampir setiap sifat fisik tanah. Sifat fisik yang baik akan meningkatkan nilai infiltrasi, sedangkan sifat fisik tanah yang rusak jelas akan menurunkan nilai infiltrasi. Jika nilai infiltrasi rendah maka cadangan air tanah akan menurun dan nilai perkolasi juga kecil. Dan factor pengrusak ini pun menjadi bermacam-macam, ada factor internal yang berasal dari sifat tanah itu sendiri ataupun factor eksternal yang berasal dari luar (ekosistem).

Melihat kondisi tanah didaerah marunda, tanah ini tergolong kedalam tanah yang lembab yang dimana letak daerah tersebut masih bersinggungan langsung dengan laut jawa. Maka kelembaban yang terjadi sangatlah buruk dan agak berpasir. Hal ini menyebabkan didaerah tersebut laju infiltrasinya kurang baik. Disamping itu factor-faktor pengrusakan ekosistem juga sangat mempengaruhi, yaitu dimana tidak adanya lagi daerah-daerah resapan air yang ada hanyalah bangunan pabrik-pabrik mewah dan luas yang menghampar didaerah tersebut. Maka perlu adanya upaya dari diri kita untuk menjaga kelestarian lingkungan tersebut dengan cara :

1. Menanam pohon diarea lingkungan tempat tinggal dan pabrik-pabrik.

Fenomena yang sangat memprihatinkan yang saya lihat adalah tidak adanya penghijauan didaerah pemukiman penduduk. Rumah-rumah penduduk berada disamping pabrik-pabrik yang sewaktu-waktu menimbulkan asap yang sangat pekat yang tidak baik untuk kesehatan. Belum lagi soal limbah yang dituimbulkan oleh pabrik tersebut yang pembuangannya pun seolah-olah tidak mempunyai aturan.

Gambar – 8. Penanaman pohon dilingkungan pabrik didaerah marunda

2. Menjaga daerah aliran sungai

Sungai menjadi solusi terbaik untuk mengurangi banjir akan tetapi apabila penanganannya kurang baik dampak yang ditimbulkannya pun tidak sedikit. Yang terjadi didaerah tersebut adalah sungai-sungai yang terletak disekitar kawasan industry hanya menjadi hiasan bangunan saya akan tetapi tidak serta merta menjadi fungsi seutuhnya. Dikarenakan kurangnya penanganan yang berlanjut untuk menjaga dan membersihkannya.

Gambar – 9. Kondisi sungai yang tidak berfungsi didaerah marunda

3. Membangun sumur-sumur resapan

Aktifitas didaerah tersebut sangatlah padat, baik aktifitas pabrik maupun warga sekitar dan akibat yang ditimbulkan adalah penurunan tanah menjadi tidak dapat ditolak lagi. Tanah-tanah menjadi sangat padat dan pori-porinya pun semakin mengecil sehingga untuk air masuk kedalam tanah agak sulit disamping mengingat kontur tanah yang lembab. Ini harus kita tindak lanjuti dengan mengunakan sumur resapan yang dalam guna membantu infiltrasi serta perkolasi yang terjadi sehingga air tanah dapat terjaga.

Gambar – 10. Salah satu daerah resapan air yang tidak berfungsi secara maksimal

4. Menjaga kebersihan lingkungan dari sampah

Sampah menjadi masalah tidak hanya terjadi didaerah ini akan tetapi diseluruh daerah diindonesia, akan tetapi hal ini kembali ke pribadi kita masing-masing didalam menyikapinya. Agar lingkungan dapat menjadi bersih bebas dari segala macam penyakin dan sebab-sebab lainnya yang ditimbulkan oleh sampah itu tadi.

Gambar – 11. Pembuangan sampah sembarangan dipinggir jalan umum

Selasa, 24 Juni 2014

Hidrologi Infiltrasi

1.3 Pembatasan Masalah

Tidak ada komentar:

Posting Komentar