model aliran air tanah
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
1/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
MODEL ALIRAN AIR TANAH
Cindhy Ade Hapsari1, Lutfhi Adhytia Putra2, Ratu Rima Novia Rahma3, Riandy Surya
Irawan4
Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper Kampus IPB, Dramaga,
Bogor, 16680
Email: [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
4
Abstrak: Air dalam tanah mengalir dari suatu titik yang memiliki energi yang lebih tinggi, menuju
ke titik dimana energi yang terdapat lebih rendah. Aliran air dalam tanah terjadi karena adanya
rembesan air yang melewati pori-pori tanah. Sifat air yang dapat melewati pori-pori tanah
disebut dengan permeabilitas. Permeabilitas air tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu
ukuran pori, jenis tanah, dan kepadatan tanah. Proses bergeraknya air dalam tanah melalui
celah, pori-pori tanah, dan batuan menuju muka air tanah disebut dengan infiltrasi atau perkolasike dalam tanah. Infiltrasi yang terjadi di dalam tanah berubah-ubah dipengaruhi oleh intensitas
air, kondisi permukaan tanah, struktur tanah, serta kelembaban tanah dan udara yang terdapat di
dalam tanah. Ukuran pori, kemantapan pori, kandungan air, dan profil tanah juga ikut
menentukan kapasitas infiltrasi. Praktikum bertujuan untuk mempelajari model miniatur aliran air
dalam tanah dan pola aliran air dalam tanah, dengan menggunakan alat groundwater flow model
box, pulpen, penggaris, ember, stopwatch, selang, dan pompa. Dari hasil pengukuran dapat
diketahui bahwa ketinggian atau head air terus bertambah seiring bertambahnya waktu. Dari
grafik juga dapat diketahui pola aliran air tanah yang cenderung konstan pada ketinggian sekitar
30 cm, dimana pada ketinggian tersebut tanah mulai jenuh oleh air.
Kata kunci: Groundwater Flow Model Box, Head, Infiltrasi, Perkolasi, Permeabilitas
PENDAHULUANTanah merupakan material yang permeabel, artinya air dapat dengan bebas
mengalir melalui pori-pori diantara partikel-partikel tanah. Air dalam tanah
mengalir dari suatu titik yang memiliki energi yang lebih tinggi, menuju ke titik
dimana energi yang terdapat lebih rendah. Aliran air dalam tanah terjadi karena
adanya rembesan air yang melewati pori-pori tanah. Sifat air yang dapat melewati
pori-pori tanah disebut dengan permeabilitas. Permeabilitas air tanah dipengaruhi
oleh beberapa faktor yaitu ukuran pori, jenis tanah, dan kepadatan tanah. Proses
bergeraknya air dalam tanah melalui celah, pori-pori tanah, dan batuan menuju
muka air tanah disebut dengan infiltrasi atau perkolasi ke dalam tanah. Infiltrasi
yang terjadi di dalam tanah berubah-ubah dipengaruhi oleh intensitas air, kondisi
permukaan tanah, struktur tanah, serta kelembaban tanah dan udara yang terdapatdi dalam tanah. Ukuran pori, kemantapan pori, kandungan air, dan profil tanah
juga ikut menentukan kapasitas infiltrasi. Meskipun tanah merupakan material
yang bersifat permeabel, namun dalam perjalanannya aliran air dalam tanah ini
seringkali melewati suatu lapisan akuifer yang diatasnya memiliki lapisan penutup
yang bersifat kedap air atau impermeabel. Hal tersebut menyebabkan terjadinya
perubahan tekanan antara air tanah yang berada di bawah lapisan penutup dan air
tanah yang berada diatasnya, yang dikenal dengan air tanah tertekan dan air tanah
bebas. Berbagai model aliran dalam tanah dan pola aliran dalam tanah dengan
menggunakan model miniatur aliran air dalam tanah akan dipelajari dalam
praktikum kali ini.
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
2/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
METODE PRAKTIKUMPada praktikum ini, lokasi praktikum bertempat di pertigaan Astra (Asrama
Putra) Jl. Wageningan IPB Dramaga Bogor. Praktikum yang telah dilakukan
bertujuan untuk mempelajari model miniatur aliran air dalam tanah dan pola aliran
air dalam tanah, dengan menggunakan alat groundwater flow model box, pulpen,penggaris, ember, stopwatch, selang, dan pompa. Fungsi dari penggaris di sini
adalah untuk mengukur tinggi aliran air pada selang. Langkah-langkah praktikum
yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Pertama, hitung semua dimensi pada alat model miniatur aliran air dalam
tanah dengan menggunakan penggaris. Kemudian, air dimasukkan pada salah satu
kolom air di sisi box dengan syarat pertahankan air agar tidak melebihi
permukaan tanah.
Kedua, setelah semua persiapan sudah siap, lakukan pengamatan dengan
menggunakan stopwatch. Aturan di sini, pencatatan head dilakukan hingga
permukaan air dalam kedua sisi kolom mempunyai ketinggian yang sama. Waktu
yang telah ditentukan yaitu 30 detik sekali untuk pencatatan head. Selamaperhitungan berlangsung, selang ditandai dengan pulpen setiap 30 detik sekali
agar diketahui berapa kenaikan pada setiap periodenya. Setelah permukaan air
pada kedua kolom memiliki ketinggian yang sama, lakukan pengukuran pada
setiap selang dengan menggunakan penggaris dari ujung selang di bagian bawah
box.
Ketiga, catat semua hasil praktikum. Kemudian, dari data yang telah diperoleh,
profil head air digambarkan di dalam grafik hubungan antara selang air yang
disimbolkan dengan sumbu x dan head air yang disimbolkan dengan sumbu y.
Grafik tersebut dibuat dengan menggunakan programMicrosoft Excel.
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL PERCOBAAN
Gambar 1. Model Miniatur Aliran dalam Tanah Tampak Depan
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
3/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Gambar 2. Model Miniatur Aliran dalam Tanah Tampak Belakang
Tabel 1. Head Air pada Model Miniatur Aliran dalam Tanah
Waktu
(detik)
Tinggi Air ( Head ) pada Selang (cm)
I II III IV V
30 14.3 18.8 17 18.6 26.1
60 17 20.4 21.4 26.4 27.8
90 16.2 21.2 23.3 26.7 28
120 19.4 23.9 25.3 28.9 31.2
150 21 25.6 26.2 29.2 29.9
180 22.2 25.9 26.2 29.4 29.6
210 25.2 26.8 26.5 29.8 30.6
240 25.7 28 27.5 28.8 29.7
270 26.1 28 27.7 29.1 30.4
300 26.5 28 27.7 29.8 30.2
330 27.1 28.5 28 30 30.2360 27.6 28.7 29.2 29.8 30.9
390 28.1 29.3 29.6 30.3 30.9
420 28.8 29.4 30 30.7 30.9
Dari Tabel diatas didapatkan grafik sebagai berikut :
Gambar 3. Profil Head Air pada Model Miniatur Aliran Air dalam Tanah
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
4/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
PEMBAHASANAliran air dalam tanah terjadi karena adanya rembesan air yang melewati
pori-pori tanah. Sifat air yang dapat melewati pori-pori tanah disebut dengan
permebealitas. Permeabilitas air tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu
ukuran pori, jenis tanah, dan kepadatan tanah. (Anonim, 2008). Prosesbergeraknya air dalam tanah melalui celah, pori-pori tanah, dan batuan menuju
muka air tanah disebut dengan infiltrasi atau perkolasi ke dalam tanah. Air
dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau
horizontal di bawah permukaan tanah hingga akhirnya air tersebut masuk
kembali sistem air permukaan (Puspitasari, 2012).
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan dengan menggunakan model
miniatur aliran air dalam tanah yang dapat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2.
Dari gambar 1 dapat diketahui dimensi dari box berisi tanah yang digunakan
sebagai model miniatur aliran air dalam tanah yang berisi pasir, tanah, dan batu
kali dengan susunannya masing-masing. Dapat dilihat pada gambar 1, dimana
arsiran berwarna abu-abu menunjukkan bahwa bagian tersebut berisi pasir,arsiran kehitaman menunjukkan bahwa bagian tersebut berisi tanah dan arsiran
berbentuk batu menunjukkan bagian tersebut berisi batu kali. Pada bagian
belakang box kaca tersebut dipasangi selang sebagai penunjuk ketinggian
(head) air yang terdapat dalam tanah tersebut. Selang dipasang dengan jarak
antar selang sebesar 20 cm.
Dalam kondisi awal kering, kemudian air ditambahkan pada salah satu
kolom air di sisi box dengan menggunakan pompa. Air yang ditambahkan tidak
boleh melebihi permukaan tanah. Setelah itu pompa dimatikan dan mulai
mengukur profil head air di dalam tanah setiap 30 detik sekali dengan cara
mengamati tinggi air di dalam selang di bagian belakang model miniatur aliranair. Pengukuran profil head air terus dilakukan sampai ketinggian air di kedua
sisi kolom mempunyai ketinggian yang sama.
Hasil dari pengukuran profil head air dalam tanah dapat dilihat dalam tabel
1. dan grafiknya dalam gambar 3. Dari hasil pengukuran tersebut dapat
diketahui bahwa ketinggian atau head air terus bertambah seiring
bertambahnya waktu. Tetapi pertambahannya semakin lama semakin kecil atau
berkurang, bahkan ada beberapa yang tidak mengalami pertambahan atau
konstan. Hal tersebut terjadi karena kandungan air dalam tanah yang semakin
bertambah dan kondisi tanah yang mulai jenuh oleh air. Dari grafik juga dapat
diketahui pola aliran air tanah yang cenderung konstan pada ketinggian sekitar
30 cm, dimana pada ketinggian tersebut tanah mulai jenuh oleh air.Menurut Maryono (2004) dalam Anonim (2010), infiltrasi berubah-ubah
sesuai dengan intensitas curah hujan. Akan tetapi setelah mencapai limitnya,
banyaknya infiltrasi akan berlangsung terus sesuai dengan kecepatan absorbsi
setiap tanah. Pada tanah yang sama kapasitas infiltrasinya berbeda-beda,
tergantung dari kondisi permukaan tanah, struktur tanah, tumbuh-tumbuhan
dan lain-lain. Di samping intensitas curah hujan, infiltrasi berubah-ubah karena
dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan udara yang terdapat dalam tanah.
Menurut Arsyad (1989) dalam Anonim (2010), sifat khusus dari tanah yang
menentukan dan membatasi kapasitas infiltrasi antara lain adalah ukuran pori,
kemantapan pori, kandungan air, dan profil tanah. Laju masuknya hujan ke
dalam tanah ditentukan terutama oleh ukuran pori dan susunan pori-pori besar.
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
5/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Pori yang demikian itu dinamakan pori aerasi, oleh karena pori-pori
mempunyai diameter yang cukup besar yang memungkinkan air keluar dengan
cepat sehingga tanah beraerasi dengan baik. Kapasitas infiltrasi hanya dapatterpelihara jika porositas semula tetap tidak terganggu selama waktu tidak terjadi
hujan (porositas mantap). Laju infiltrasi terbesar terjadi pada kandungan air yangrendah dan sedang.
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, tanah 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 ringanmengandung 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 dalam Anonim 2010).
KESIMPULANDari percobaan menggunakan model miniatur aliran air dalam tanah dapat
disimpulkan bahwa praktikan telah mampu mempelajari mengenai model aliran
air dalam tanah dan juga mampu mempelajari pola aliran air dalam tanah. Hal
tersebut dapat dibuktikan dengan data pengukuran profil air dalam model miniatur
aliran air dalam tanah yang telah didapatkan praktikan seperti yang tercantumdalam poin hasil dan pembahasan.
Daftar PustakaAnonim. 2008. Permeabilitas dan Aliran Air dalam Tanah. [terhubung berkala]
http://elearning.gunadarma.ac.id/doc/modul/mekanika_tanah_lanjut/bab1_
permeabilitasdanaliranairdalamtanah.pdf (Diakses tanggal 6 Mei 2012)
Puspitasari. 2012. Siklus Hidrologi. [terhubung berkala] http://puspitaphysic.-
blogspot.com/2012/03/siklus-hidrologi-proses-terjadinya.html (Diakses
tanggal 6 Mei 2012)
Anonim. 2010. Infiltrasi. [terhubung berkala] http://www.unhas.ac.id/lkpp/tani/-
6%20Infiltrasi.pdf (Diakses tanggal 6 Mei 2012)
-
7/31/2019 Model Aliran Air Tanah
6/6
Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )
Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Lampiran
Gambar 1. Groundwater Flow Model Box Tampak Depan
Gambar 2. Groundwater Flow Model Box Tampak Belakang