LAPORAN

PRAKTIKUM

HIDROGEOLOGI

PERTEMUAN KE 2

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS JAMBI

2016
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

ACARA 1

IMPLEMENTASI PROSES INFILTRASI

1.1 Tujuan Penelitian
Tujuan praktikum kali ini adalah, sebagai berikut :
1) Mahasiswa dapat memahami konsep infiltrasi dan implikasinya terhadap
suatu pengembangan kawasan pertambangan, konservasi kawasan hutan
dan pembangunan infrastruktur.
2) Mahasiswa mampu menentukan nilai laju infiltrasi dan kapasitas infiltrasi.
3) Mahasiswa mampu menentukan nilai nilai parameter yang berhubungan
dengan infiltrasi Fo, Fc dan K
4) Mahasiswa dapat membuat kurva infiltrasi model horton

1.2 Alat dan Bahan

Alat :
1) Double ring infiltrometer lengkap
2) Stopwatch
3) Balok kayu
4) Palu besi
5) Mistar
6) Alat tulis
7) Buku
8) Karung goni
9) Plastic sheet
10) Jerigen plastik / ember

Bahan :

1) Air

1.3 Dasar Teori

A. Pengertian Infiltrasi
Istilah infilrasi secara spesifik merujuk pada peristiwa masuknya air ke dalam
permukaan tanah. Infiltrasi merupakan satu-satunya sumber kelembaban
tanah untuk keperluan pertumbuan tanaman dan untuk memasok air tanah.
Melalui infiltrasi, permukaan tanah membagi air hujan menjadi aliran
permukaan, kelembaban tanah dan air tanah (Schwab et al. 1996).

Infiltrasi berkaitan erat dengan perkolasi yaitu peristiwa bergeraknya air ke

bawah dalam profil tanah. Infiltrasi menyediakan air untuk perkolasi. Laju
infiltrasi tanah yang basah tidak dapat melebihi laju perkolasi (Arsyad 1989).

MELSYA PUTRI ANUM 1

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Sri Harto (1993) mengilustrasikan keterkaitan antara infiltrasi dengan perkolasi

dengan sketsa Gambar 1. Pada Gambar 1.a. formasi tanah lapisan atas
mempunyai laju infiltrasi kecil tapi lapisan bawah mempunyai laju perkolasi
tinggi, sebaliknya pada gambar 1.b. lapisan atas dengan laju infiltrasi tinggi
sedangkan laju perkolasi pada lapisan bawah rendah.

Pada Gambar 1.a., meski laju perkolasi tinggi tapi laju infiltrasi yang
memberikan masukan air terbatas. Dalam keadaan seimbang kedua kenyataan ini
ditentukan oleh laju infiltrasi. Sebaliknya pada Gambar 1.b. laju perkolasi yang
rendah menentukan keadaan seluruhnya. Dalam kenyataannya, proses yang
terjadi tidak sesederhana itu, karena adanya kemungkinan aliran antara.

Gambar 1. Skema infiltrasi dan perkolasi pada dua lapisan tanah (Sumber: Sri
Harto 1993)

Infiltrasi air ke dalam tanah didefinisikan sebagai persamaan diferensial (Klute

1952 diacu dalam Schawab et al 1996) sebagai berikut:

MELSYA PUTRI ANUM 2

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Terdapat dua parameter penting berkaitan dengan infiltrasi yaitu laju infiltrasi dan
kapasitas infiltrasi. Laju infiltrasi berkaitan dengan banyaknya air per satuan
waktu yang masuk melalui permukaan tanah. Sedangkan kapasitas infiltrasi
adalah laju maksimum air dapat maksuk ke dalam tanah pada suatu saat (Arsyad
1989).

Lebih lanjut dijelaskan, kapasitas infiltrasi tanah pada saat permulaan hujan
adalah terbesar, kemudian berkurang dengan semakin lamanya hujan, sehingga
mencapai nilai minimum yang konstan (Gambar 2). Dari gambar itu, aliran
permukaan baru terjadi setelah beberapa saat hujan berlangsung, yaitu ketika laju
hujan menjadi lebih tinggi dari laju infiltrasi. Selama hujan berlangsung laju
aliran permukaan meningkat dengan semakin berkurangnya laju infiltrasi. Laju
aliran permukaan pada akhirnya akan mencapai nilai maksimum yang konstan.

MELSYA PUTRI ANUM 3

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Gambar 2. Hubungan antara infiltrasi dengan aliran permukaan dan curah hujan
(Sumber: Arsyad 1989)
B. Proses Terjadinya Infiltrasi

Peristiwa masuknya air ke dalam tanah terjadi karena adanya perbedaan potensial
air tanah. Air bergerak dari potensial tinggi ke potensial yang lebih rendah.
Dalam Soeperdi (1979), potensial air tanah didefinsiikan sebagai jumlah kerja
yang harus dilakukan tiap satuan jumlah air murni agar dapat dipindahkan secara
berlawanan dan secara isotermal sejumlah air tak terbatas dari suatu gudang
(pool) air murni dari ketinggian tertentu bertekanan atmosferik ke air tanah (ke
tempat yang dipersoalkan).

Menurut Seyhan (1977), potensial air tanah (atau potensial lengas) terutama
dibagi menjadi komponen potensial kapiler (atau potensial matriks) dan potensial
gravitasi. Namun terdapat komponen lainnya (Yong 1975, diacu dalam Seyhan
1977) yang juga berperanan pada potensial total tanah, yaitu potensial osmotik,
potensial piezometrik, dan potensial bertekanan, sehingga persamaan potensial
air tanah total adalah:

Potensial matriks merupakan hasil dari dua gaya, yaitu jerapan dan kapilaritas.
Potensial gravitasi bekerja pada air tanah sebagaimana ia mempengaruhi benda-
benda lainnya, dan tarikannya adalah ke pusat bumi. Potensial osmotik
disebabkan oleh adanya bahan terlarut dalam tanah atau dengan kata lain oleh
adanya larutan tanah (Soepardi 1979).

MELSYA PUTRI ANUM 4

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Karena infiltrasi menyebabkan tanah menjadi lebih basah sejalan dengan waktu,
maka air pada sisi depan dari muka tanah (water front) akan bergerak maju ke
daerah tanah yang lebih kering dibawah pengaruh gradien potensial matrik dan
juga potensial gravitasi. Selama fase awal dari infiltrasi ini, ketika muka basah
masih berada di dekat permukaan tanah, potensial matrik lebih dominan
dibanding dengan potensial gravitasi (Jury dan Horton 2004).

Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, tergantung pada kondisi biofisik
permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir ke
dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke
dalam tanah disebabkan oleh adanya gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah
(Asdak 2004).

Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya
diameter pori-pori tanah. Di bawah pengaruh gaya gravitasi, air hujan mengalir
vertikal ke dalam tanah melalui profil tanah. Pada sisi lain, gaya kapiler bersifat
mengalirkan air tersebut tegak lurus ke atas, ke bawah dan ke arah horisontal
(lateral). Gaya kapiler tanah ini bekerja nyata pada tanah dengan pori-pori yang
relatif kecil. Pada tanah dengan pori-pori yang relatif besar, gaya ini dapat
diabaikan pengaruhnya dan air mengalir ke tanah yang lebih dalam oleh
pengaruh gaya gravitasi. Dalam perjalanannya tersebut, air juga mengalami
penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah
tanah dengan pori-pori yang lebih sempit dan tanah yang lebih kering (Asdak
2004).

Kekuatan gravitasi harus mengatasi seluruh kekuatan yang menahan pergerakan

masuk dari air seperti adesi dan kekuatan viscous atau kekentalan (Gray et al
1970 diacu dalam Singh 1992).

Asdak (2004) kemudian menyimpulkan bahwa mekanisme infiltrasi melibatkan

tiga proses yang tidak saling mempengaruhi: (a) proses masuknya air hujan
melalui pori-pori permukaan tanah, (b) tertampungnya air hujan tersebut ke

MELSYA PUTRI ANUM 5

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

dalam tanah, (c) proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping,
atas).

Selama infiltrasi , muka basah (wetting front) dari kandungan air tanah yang lebih
tinggi akan bergerak turun melalui tanah selama wakrtu tertentu. Keterjalan muka
basah tergantung pada distribusi ukuran pori. Untuk tanah dengan tekstur tanah
dengan distribusi ukuran pori yang sempit, muka basah akan lebih terjal.
Sedangkan dalam tanah dengan tekstur halus, muka basah akan lebih tersebar.
Muka basah adalah kombinasi dari air baru yang ditambahkan oleh hujan dan air
lama yang telah dipindahkan ke kedalaman yang lebih rendah.

Berkaitan dengan proses terjadinya infiltrasi ini, Arsyad 1989) menjelaskan

bahwa infiltrasi ke dalam tanah (vertikal) yang pada mulanya tidak jenuh,
umumnya terjadi di bawah pengaruh sedotan matriks dan gravitasi. Dengan
masuknya air lebih dalam dan lebih dalamnya profil tanah yang basah, maka
sedotan matriks berkurang oleh karena jarak antara air di permukaan tanah
dengan bagian yang belum basah semakin jauh. Keadaan ini berjalan terus.
Dengan makin jauhnya bagian yang belum basah dari permukaan basah dari
permukaan tanah, maka sedotan matriks semakin kecil sampai dapat diabaikan,
hingga tinggal tarikan gravitasi saja yang menyebabkan air bergerak ke bawah.
Hal ini menyebabkan laju infiltrasi berkurang dengan lamanya (waktu) hujan
berlangsung.

C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI INFILTRASI

Sebagai sebuah proses alam yang kompleks, terdapat banyak faktor yang
mempengaruhi (laju) infiltrasi. Tergantung pada latar belakang keilmuan, sudut
pandang, dan tingkat kedalamnnya, para ahli telah mengidentifikasikan faktor-
faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi sebagaimana pada Tabel 2.

MELSYA PUTRI ANUM 6

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

MELSYA PUTRI ANUM 7

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Gambar 5. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi (Sumber: Gray et al

1970 dalam Singh 1992) Tulisan ini akan menelaah beberapa faktor yang
mempengaruhi infiltrasi yaitu: (1) lapisan tanah, (2) tipe tanah, (3) kadar air
tanah, (4) penutupan tanah / pemulsaan, (5) mikroorganisme, (6) pengolahan
tanah, (7) penggunaan lahan.

1.4 Prosedur Kerja

2. Pilih tempat yang mewakili jenis atau areal tertentu yang akan diketahui
infiltrasinya
3. Pasang ring dalam di permukaan tanah dan letak balok kayu melintang
dipermukaan ring
4. Masukkan ring secara vertikal kedalam tanah dengan bantuan palu, sampai
kedalaman 10cm
5. Setelah terpasang, kemudian bertitik pusat yang sama pasang ring luar dan
masukkan kedalam tanah dengan cara yang sama dengan ring sebelumnya
6. Letakkan plastic sheet diantara bibir ring besar dan kecil
7. Air diisikan dari ember ke dalam ring besar hingga 5 cm dibawah bibir ring
besar
8. Isikan air pada ring kecil hingga 10 cm
9. Lakukan pengamatan penurunan air dengan interval waktu setiap 5 menit
menggunakan stopwatch. Pada saat akan dimulai pengamatan , bagian air
permukaan dalam harus pada skala nol dari penggaris

MELSYA PUTRI ANUM 8

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

10. Catat data pengamatan pada tabel diatas

MELSYA PUTRI ANUM 9

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

1.5 Hasil
Tabel 1. Pengamatan Di Lapangan

Waktu Interval Total Waktu Penurunan Selisih tiap Total Selisih

Pengamatan (menit) (kum.waktu) Permukaan Penurunan Penurunan
Air (cm) (cm)
(cm)
0 - 11 -
5 5 10 1
5 10 9,8 0,2 (9,8 10)+(11-
30 5 15 9,7 0,1 10)+ (10-9,8)+
5 20 9,7 - (9,89,7) = 1,1
5 25 9,7 -
5 30 9,7 -

Tabel 2. Penglahan Data dan Perhitungan

Laju
t (jam) f (cm/jam) fc f-fc Log(f-fc) Infiltrasi (f)
(cm/jam)
5/60 12 0,4 11,6 1,06
10/60 1,2 0,4 0,8 -0,09
15/60 0,4 0,4 0 -

Gambar 1. Kurva laju infiltrasi

MELSYA PUTRI ANUM 10

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

1.6 Analisis Data

Perhitungan dari setiap data dan di peroleh sebagai berikut :

60
f= x selisih tiap penurunan
Interval

60 cm
f 1= x 1=12
5 jam

60 cm
f 2= x 0,2=1,2
10 jam

60 cm
f 3= x 0,1=0,4
15 jam

60 cm
f c= x 0,1=0,4
15 jam

Persamaan Linear Regresi

y=m x+C , dimana y = t dan x = Log (f-fc)

Persamaan 1

t = 0,08 dan Log (f-fc) = 1,06

y=m x+C

0,08=m1,06+C (1)

Persamaan 2

t = 0,17 dan Log (f-fc) = -0,09

y=m x+C

0,17=0,99m+C (2)

Subtitusi Persamaan (1) ke Persamaan (2) untuk mendapatkan nilai m

MELSYA PUTRI ANUM 11

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

C=C

0,17+m 0,09=0,08m 1,06

0,09 m+ 1,06 m=0,080,17

1,15 m=0,09

m=0,08

1
K (konstanta)=
0,434 x m

1
K ( konstanta )= =28,57
0,434 x0,08

Maka didapat Model Persamaan Kurva Kapasitas Infiltrasi

Kt
f =f c + ( f 0 f c ) e

f =0,4+ ( 120,4 ) e(28,57 x0,08)

(28,57 x 0,08)
f =0,4+ ( 11,6 ) e

f =0,4+ ( 11,6 ) ( 0,1 )

f =0,4+ 1,16

f =1,56

Volume Infiltrasi

( f 0f c )
V ( t )=f c x t+ ( 1eKt )
K

( 120,4 )
V ( t )=0,4 x 2+ ( 10,1 )
28,57

MELSYA PUTRI ANUM 12

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

11,6
V ( t )=0,8+ ( 0,9 )
28,57

V ( t )=0,8+0,41 ( 0,9 )

V ( t )=0,8+0,37

cm
V ( t )=1,17
jam

1.7

MELSYA PUTRI ANUM 13

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

1.8 Pembahasan
Pada praktikum kedua kali ini kita melakukan percobaan implementasi
proses infiltrasi yang mana proses infiltrasi menurut ilmu hidrologi merupakan
aliran air ke dalam tanah melalui permukaan tanah, di dalam infiltrasi dikenal
dua istilah yaitu kapasitas infiltrasi dan laju ilfiltrasi yang dinyatakan dalam
mm/jam. Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum yang di tentukan
oleh dua jenis tanah dimana terjadinya ilfitrasi sedangkan laju infiltrasi adalah
kecepatan ilfiltrasi yang nilainya tergantung pada kondisi tanah dan kapasitas
hujan. Suatu tanah dalam kondisi kering memiliki daya serap yang tinggi
sehingga laju infiltrasi semakin besar dan akan berkurang perlahan-lahan
apabila tanah tersebut jenuh terhadap air. Di dunia pertambangan, infiltrasi
berperan dalam ilmu hidrogeologi dan khususnya pada pertambangan karst.
Dalam ilmu hidrogeologi, maka dapat diketahui area mana yang banyak
mengandung air (akuifer besar), contohnya area yang dominan dengan litologi
pasir berarti memiliki tingkat akuifer tinggi sehingga dapat memudahkan
dalam melakukan ekplorasi air tanah pada area tersebut, dan dalam area
tambang dapat ditentukan daerah mana yang harus dijauhi ketika akan
dilakukan kegiatan operasional dan daerah untuk pengaliran air
(drainase/dewatering).

Dan pada praktikum yang telah dilaksanakan untuk mengukur laju

infiltrasi dapat digunakan alat infiltrometer. Pada praktikum digunakan double
ring infiltrometer. Ring pertama (diameter > d ring kecil) dibenamkan ke dalam
tanah dan ring kecil dibenamkan hingga kedalaman 10 cm.

Pada ring besar dimasukkan air hingga air mencapai ketinggian 5 cm,
fungsinya yaitu untuk menjenuhkan pori-pori tanah di sekitar ring kecil, karena
dalam praktik infiltrasi ini yang diamati adalah laju air dalam ring kecil.
Kondisi tanah pada area ini yaitu agak basah (tidak kering) dan cukup gembur
namun tidak ada vegetasi yang menutupi di atas permukaan tanah. Sehingga
daya serap cukup cepat akibat kondisi dari material.

MELSYA PUTRI ANUM 14

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Tinggi air yang dimasukkan ke dalam ring kecil yaitu 11 cm dengan

selang waktu 5 menit untuk mengamati turunnya air/ laju infiltrasi air. Pada 5
menit pertama air berkurang 1 cm dari ketinggian awal 11 cm menjadi 10 cm.
Hingga mencapai konstan pada menit ke 15 yaitu tinggi air menjadi 9,7 cm
dengan perubahan 0,2 cm-0,1 cm.

Dengan pengukuran metode Horton yaitu agar mengetahui berapa

jumlah air yang terserap tiap jamnya. Dari praktikum ini harus dibedakan
antara laju dan kapasitas. Laju infiltrasi yaitu jumlah air yang meresap ke
dalam tanah dalam waktu tertentu. Sedangkan kapasitas adalah laju infiltrasi
maksimum air meresap ke dalam tanah.

Berdasarkan hasil, dapat diketahui jika infiltrasi dipengaruhi oleh :

tekstur tanah, yang mana semakin besar pori-pori dari suatu material maka
memungkinkan permeabilitas tanah tersebut tinggi sehingga mempercepat
proses peresapan air ke dalam tanah. Kelembaban dari tanah, ketika permukaan
tanah lembab mengandung banyak air maka pori-pori tanah jenuh serta
mengembang dan tidak mampu lagi untuk terisi oleh air yang terinfiltrasi.
Kondisi permukaan tanah yang padat, menyebabkan laju infiltrasi kecil
(lapisan sulit untuk ditembus air). Dan ada atau tidaknya tumbuhan juga
mempengaruhi laju infiltrasi, ketika area tersebut ditutupi oleh vegetasi, maka
tanah gembur, banyak akar di bawah permukaan yang menyebabkan infiltrasi
didaerah tersebut sangat cepat karena bantuan vegetasi tersebut.
Dari percobaan yang telah dilaksanakan dimana data yang di peroleh
pada 5 menit ke tiga hingga 5 menit ke tujuh memiliki nilai atau ketinggian air
yang sama hal ini merupakan titik konstan satu suatu infiltrasi yang di
sebabkan oleh jenuhnya air tanah yang terdapat di bawah ring tanah, dari kedua
ring yang kita gunakan terdapat ring besar yang berada di luar ring kecil yang
berfungsi untuk menahan air yang berada di dalam ring kecil agar didapatnya
nilai laju infiltrasi pada percobaan.

MELSYA PUTRI ANUM 15

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

1.9 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum di atas, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Laju infiltrasi tertinggi dicapai saat air pertama kali masuk ke dalam tanah dan
menurun dengan seiring bertambahnya waktu.

f = fc + (fo fc)e-kt ; i fc
2. Kapasitas Infiltrasi adalah kurva batas yang menggambarkan laju peresapan air
maksimum dengan waktu untuk jenis tanah tertentu (termasuk jenis penutup
tanahnya).
f = fC + e- kt
3. Dari area praktikum, dapat diketahui bahwa tanah memiliki laju infiltrasi sebesar
F = 0,4 + (12,04-0,4) e-32,46t

MELSYA PUTRI ANUM 16

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

DAFTAR PUSTAKA
Angers, D. A. 1998. Water-stable aggregation of Quebec silty clay soils: some factors
controlling its dynamics. Soil Tillage Research. 47:91-96.

Bresson, L.M. 1995. A Review of Physical management for crusting control in

Australian ropping systems research opportunities. Aust. J. Soil Res.
33:195-209.

Chan, K. Y. dan Mullins, C. E. 1994. Slaking characteristics of some Australian and

British soils. Europ. J. Soil Sci. 45:273-283.

Chantigny, M. H., D.A. Angers, D. Prevost, L.P. Vezina, and F. P. Chalifour. 1997.
Soil aggregation and fungal and bacterial biomass under annual and
perennial cropping systems. Soil Sci. Soc. Am . J. 61:262-267.

Greent, V. S., D.E. Stott, L.D. Norton, dan J. G. Graveel. 2000. Polyacrylamide

Moore, D. C. dan Singer, M. J. 1990. Crust formation effects on soil erosion

processes. Soil Sci. Soc. Amer J. 54:1117-1123.

Moss.A.J. 1991. Rai-impact soil crust. 1: Formation on granite derived soil.

Australian Journal of Soil Research 29:271-290

MELSYA PUTRI ANUM 17

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

LAMPIRAN

Gambar 1. stopwatch Gambar 2. palu

Gambar 3. Ember dan gayung Gambar 4. Double ring infiltrometer

Gambar 5. Pemasangan ring Gambar 6. Pengisian air pada

ring kecil

MELSYA PUTRI ANUM 18

F1D114024
Kelompok 2
 LABORATORIUM HIDROGEOLOGI 2016

Gambar 7. Pengisian air pada

Gambar 8. Pengamatan laju
ring besar
infiltrasi

MELSYA PUTRI ANUM 19

F1D114024
Kelompok 2