Infiltrasi dan Hantaran Hidrolik
Infiltrasi merupakan proses meresapnya air atau zat cair dari permukaan tanah melalui pori-pori tanah. Proses ini merupakan satu kesatuan dari proses siklus hidrologi yang terdiri dari evapotranspirasi, kondensasi, presipitasi, infiltrasi dan run off. Tahapan infiltasi sangatlah penting bagi ketersediaan air tanah dan kondisi agregat serta konsistensi tanah. Tanah yang memiliki infiltrasi baik cenderung lebih mudah diolah jika dibandingkan dengan tanah yang memiliki infiltasi buruk. Hal ini sangat berkaitan dengan jumlah ketersediaan pori-pori tanah yang dapat mempengaruhi keadaan tekstur tanah. Sebagai contoh, tanah yang kering dan memiliki agregat yang padat akan sangat sulit dilakukan pengolahan tanah karena tanahnya keras akibat kekurangan air. Lain halnya tanah yang memiliki pori tanah yang cukup banyak akan mudah sekali untuk dilakukan pengolahan tanah. Tingkat baik-buruknya infiltrasi pada tanah tidak menjadi parameter bahwa tanah itu memiliki kualitas dan kuantitas lapang yang baik. Tanah berpasir memiliki tingkat infiltrasi yang baik, tapi kemampuan untuk mengikat airnya kurang sehingga sangat mudah terjadinya pencucian/eluviasi unsur hara pada tanah pasir. Tentunya proses infiltrasi ini juga memiliki batasan tertentu yaitu apabila kapasitas lapang tanah sudah mencapai titik jenuh. Dalam hal ini, tanah sudah tidak dapat melakukan infiltrasi lagi karena mungkin pori-pori tanahnya sudah penuh dengan air. Hal inilah yang dapat menyebabkan run off.
Hal-hal yang mempengaruhi proses infiltasi antara lain:
1. Karakteristik Hujan
2. Kondisi permukaan tanah---faktor-faktor yang memungkinkan terjadinya pemadatan tanah(bangunan, hewan, air hujan, dll);kemiringan tanah; pencucian partikel halus yang dapat menyumbat pori-pori tanah, dll.
3. Kondisi penutupan permukaan tanah---penutupan oleh bahan-bahan organik atau semacamnya yang dapat menghindari pemadatan oleh air hujan; laju urbanisasi; salju,dll.
4. Transmibilitas tanah---jumlah pori tanah dari berbagai ukuran mempengaruhi jumlahh air yang dapat diserap tanah.
5. Karakteristik air yang berinfiltrasi.
Selain hal-hal yang tersebutkan diatas, adapun faktor-faktor yang mempengaruhi daya infiltrsi, antara lain:
1. Kadar air dalam tanah
2. Pemampatan oleh curah hujan
3. Vegetasi
4. Karakteristik Hujan
Faktor-faktor tersebut merupakan faktor fisiologis dan lingkungan, sedangkan faktor fisik yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah:
1. Jenis permukaan tana
2. Cara pengolahan tanah
3. Kepadatan tanah
4. Sifat dan jenis tanaman
Adanya proses infiltrasi sangatlah penting hubungannya dengan proses limpasan dan pengisian lengas tanah dan air tanah. Daya infiltrasi menentukan besarnya air hujan yang dapat diserap ke dalam tanah. Sekali air hujan tersebut masuk ke dalam tanah ia akan diuapkan kembali atau mengalir sebagai air tanah. Aliran air tanah sangat lambat. Makin besar daya infiltrasi, maka perbedaan antara intensitas curah dengan daya infiltrasi menjadi makin kecil. Akibatnya limpasan permukaannya makin kecil sehingga debit puncaknya juga akan lebih kecil. Pengisian lengas tanah dan air tanah adalah penting untuk tujuan pertanian. Akar tanaman menembus daerah tidak jenuh dan menyerap air yang diperlukan untuk evapotranspirasi dari daerah tak jenuh tadi. Pengisian kembali lengas tanah sama dengan selisih antar infiltrasi dan perkolasi (jika ada). Pada permukaan air tanah yang dangkal dalam lapisan tanah yang berbutir tidak begitu kasar, pengisian kembali lengas tanah ini dapat pula diperoleh dari kenaikan kapiler air tanah.
Vegetasi dan lapisan serasah melindungi permukaan tanah dari pukulan langsung tetesan air hujan yang dapat menghancurkan agregat tanah, sehingga terjadi pemadatan tanah. Hancuran partikel tanah dapat menyebabkan penyumbatan pori tanah makro sehingga menghambat infiltrasi air tanah, akibatnya limpasan permukaan akan meningkat. Peran lapisan serasah dalam melindungi permukaan tanah sangat dipengaruhi oleh ketahanannya terhadap pelapukan.
Vegetasi pada permukaan tanah itu pada umumnya dapat mencegah atau mengurangi berlangsungnya erosi, akan tetapi karena tanaman itu berjenis-jenis maka pengaruh dan hasilnyapun berbeda-beda pula. Rumput-rumputan atau tanaman rimbun yang tumbuh rapat mempunyai kemampuan mencegah berlangsungnya erosi yang lebih besar dibanding dengan tanaman-tanaman yang tumbuh jarang serta tidak berdaun lebat (Sutedjo dan Kartasapoetra, 1991).
Kerapatan pohon akan mempengaruhi hambatan terhadap air hujan dalam luas yang lebih besar, sehingga populasi tanaman yang jarang akan menimbulkan erosi yang lebih besar. Populasi yang jarang ini terutama disebabkan oleh penebangan yang liar, pembakaran dan pengusahaan tanah garapan lainnya (Sarief, 1985).
Kondisi tanah yang berada pada lahan yang memiliki kerapatan vegertasi yang tinggi dari segi keragaman dan jumlah cenderung memiliki laju infiltrasi yang baik. Berdasarkan pengalaman penulis saat berkunjung ke loop trail Citalahab, Taman Nasional Gunung Halimun-Salak tanah hutan hujan pegunungan tropis yang lebat memiliki tanah yang gembur dengan kemampuan infiltrasi yang baik serta sangat gembur. Kondisi penutupan tanahnya cukup tertutupi oleh tajuk pohon Rasamala serta beberapa jenis pohon kayu lainnya yang memiliki fungsi intersepsi air hujan agar tidak langsung jatuh ke tanah. Penutupan lahan oleh bahan-bahan organik juga terlihat dengan banyaknya sisa-sisa tumbuhan dan kulit buah Saninten yang menjadi makanan utama Owa Jawa(Hylobates moloch). Hal ini membuktikan sesuai dengan teori yang ada.
Proses infiltrasi sendiri tidak akan lepas hubungannya dengan hantaran hidrolik tanah. Hantaran hidrolik tanah secara matematis adalah rasio antara debit terhadap gradien hidrolik atau sudut pengaliran dan kurva gradien. Deskripsi dari hantaran hidrolik adalah daya pergerakan air dalam tanah entah itu berupa infiltrasi maupun perkolasi. Besar kecilnya hantaran hidrolik suatu tanah mempengaruhi daya tampung dan daya/kecepatan tanah dapat meloloskan air.
Kehantaran hidrolik bukanlah sifat khas dari tanah itu sendiri, karena kehantaran hidrolik bergantung pada atribut tanah dan fluida secara bersama-sama. Sifat tanah yang mempengaruhi kehantaran hidrolik adalah porositas total dan distribusi ukuran pori. Atribut fluida yang mempengaruhi kehantaran adalah densitas dan viskositas fluida.
Kehantaran hidolik jenuh adalah pengukuran secara kuantitatif kemampuan tanah yang dijenuhi air kiriman jika dihubungkan dengan gradien hidrolik. Dalam penentuan nilai pemindahan air dalam kehantaran hidrolik jenuh, kita dapat menggunakan rumus Hukum Darcy, Kecepatan aliran air, dan Gradien Hidrolik.
1. Hukum Darcy
Dimana: q = kecepatan aliran air
K = kecepatan hantaran hidrolik
i = gradien hidrolik
2. Kecepatan aliran air(J)
Dimana: J = Jumlah air
Q = pemindahan air per luasan penampang (A)
t = waktu
3. Gradien hidrolik
Dimana: ∆H = perubahan total potensial air antara titik-titik dalam tanah
l = jarak antar titik-titik
Penggunaan ketiga perhitungan tersebut memiliki keterkaitan antara perhitungan yang satu dengan yang lain. Untuk penghitungan secara konvensional, perhitungan nomor kedua akan lebih mudah digunakan di lapangan jika dibandingkan dengan cara perhitungan yang lain.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar