UJI MODEL KAPASITAS INFILTRASI PADA TIMBUNAN …

1

UJI MODEL KAPASITAS INFILTRASI PADA TIMBUNAN PERKERASANBERPORI DENGAN RAINFALL SIMULATOR

Oleh:

USWATUL HASANAH

105 81 766 08

ZAENAL

105 81 854 08

JURUSAN SIPIL PENGAIRANFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR2015

2

3

4

ABSTRAK

Uji Model Kapasitas Infiltrasi Pada Timbunan Lapisan Paving Block DenganRainfall Simulator. Dibawah bimbingan Lawalenna Samang dan Rakhim Nanda.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kolerasi antara intensitas curah hujan rencanauntuk beberapa kala ulang dengan kapasitas infiltrasi (ft) pada tanah timbunan tanpa dandengan penutup gebalan rumput serta untuk mengetahui berapa besar kapasitas infiltrasi(ft) dari tanah timbunan terhadap intensitas curah hujan rencana dan berapa besarpengaruh lapisan penutup gebalan rumput terhadap kapasitas infiltrasi (ft). Metode yangdigunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen model fisik laboratorium, dimanakondisi penelitian ini di desain dan diatur oleh peneliti dengan mengacu pada sumber -sumber rujukan/literatur yang berkaitan dengan penelitian. Berdasarkan pengamatan dilaboratorium hubungan antara resapan dan limpasan dengan variasi intensitas berbandinglurus dimana resapan dan limpasan meningkat jika intensitas hujan meningkat. Resapandan limpasan maksimum terjadi pada saat Intensitas I10 = 298.800 mm/jam. Hubunganantara resapan dengan Timbunan Lapisan Paving Block Dengan Rainfall Simulator: tanpatutupan, ½ tutupan rumput dan tertutup rumput seluruh permukaannya berbanding lurusdimana resapan paling besar terjadi saat tutupan gebalan rumput penuh. Hubungan antarakapasitas infiltrasi (ft) dengan Timbunan Lapisan Paving Block Dengan RainfallSimulator: tanpa tutupan, ½ tutupan rumput dan tertutup rumput seluruh permukaannyaberbanding lurus dimana kapasitas infiltrasi (ft) akan meningkat pada saat tutupan rumputpenuh.

Kata kunci : intensitas curah hujan, kapasitas infiltrasi, rainfall simulator.

ABSTRACT

Infiltration Capacity Model Test Using Rainfall Simulator Type Constant Head. Underthe guidance of Lawalenna Samang and Rakhim Nanda.

This study aimed to determine the correlation between the intensity of rainfall plans forsome period over the infiltration capacity (ft) on the soil pile without and with cover grassand to know how much capacity infiltration (ft) of soil embankment on the intensity ofrainfall plans and how much influence grass cover against the infiltration capacity (ft).The method used in this research is the physical model laboratory experiments, where theconditions of this study was designed and organized by researchers with reference to thesources references/ literature related to the research. Based on observations in thelaboratory of the relationship between infiltration and runoff with variations in intensity isdirectly proportional where infiltration and increased runoff if rain intensity increased.Infiltration and runoff occurs when the maximum intensity of I10 = 298 800 mm/hour.The relationship between absorption with grass cover variations: without cover, ½ andcovered with grass turf cover the entire surface is directly proportional where infiltrationis greatest when the grass cover full. The relationship between the infiltration capacity (ft)with grass cover variations: without cover, ½ and covered with grass turf cover the entiresurface is directly proportional where the infiltration capacity (ft) to increase when thegrass cover fully.

Keywords: rainfall intensity, infiltration capacity, rainfall simulator.BAB I

5

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Padatnya jumlah penduduk yang diiringi dengan pembangunan

infrastruktur di daerah perkotaan banyak menimbulkan masalah salah

satunya adalah banjir atau genangan pada saat hujan terjadi. Saat

ini kondisi genangan atau banjir, semakin bertambah tinggi setiap

tahunnya sehingga genangan dapat merusak fasilitas dan infrastruktur

yang ada .

Salah satu penyebab banjir dan genangan, ini terjadi adalah

karena berkurangnya daerah – daerah tangkapan hujan yang disertai

dengan menurunnya laju infiltrasi ditambah lagi dengan distribusi curah

hujan yang tidak merata sepanjang tahun, sehingga memicu

permasalahan genangan. Untuk menanggulangi masalah tersebut

salah satu alternatif penyelesaiannya adalah melalui diresapkannya air

hujan kedalam tanah dengan memperbesar laju resapan atau laju

infiltrasi kedalam tanah.

Memperbesar laju resapan atau laju infiltrasi kedalam tanah

diperlukan suatu penelitian yang mengkaji persamaan infiltrasi.

Salah satu alternatif solusi tepat guna untuk memperbesar laju

infiltrasi adalah dengan mengaplikasikan perkerasan berpori yang di

harapkan memiliki evisiensi cukup tinggi dalam meresapkan air

kedalam tanah.

6

Dengan menggunakan perkerasan berpori maka air permukaan

terutama air hujan akan dapat di salurkan kedalam tanah kembali agar

tidak terubuang begitu saja sehingga dapat menambah cadangan air

tanah serta mencegah terjadinya banjir. Selain itu perkerasan berpori

juga membuat penggunaan lahan untuk drainase menjadi berkurang,

membuat lahan-lahan yang ada dapat di gunakan untuk kebutuhan

yang lain.

Dengan memperhatikan sejumlah variabel yang ada maka kami

termotifasi untuk melakukan penelitian tentang resapan atau infiltrasi,

dan selanjutnya kami tuangkan dalam sebuah karya tulis sebagai

tugas akhir pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Makassar dengan Judul ”UJI MODEL KAPASITAS INFILTRASI

PADA TIMBUNAN PERKERASAN BERPORI DENGAN RAINFALL

SIMULATOR”.

B. Rumusan Masalah

Memperhatikan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya,

maka disusun rumusan masalah dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Berapa besar kapasitas infiltrasi dari tanah timbunan terhadap

intensitas curah hujan rencana dengan kala ulang dua tahun (I2),

lima tahun (I5) dan sepuluh tahun (I10).

2. Berapa besar pengaruh perkerasan berpori terhadap kapasitas

infiltrasi.

C. Tujuan dan Manfaat

7

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan solusi yang

tepat dari permasalahan diatas, maka penelitian ini ditujukan kepada

beberapa hal sebagai berikut :

1. Mengetahui besarnya kapasitas resapan atau infiltrasi dengan

menggunakan perkerasan berpori.

2. Mengetahui kapasitas infiltrasi jika menggunakan perkerasan

berpori adalah salah satu alternatif solusi.

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk dapat dipakai

sebagai acuan atau rekomendasi pemanfaatan perkerasan berpori

dalam mengurai resapan.

D. Batasan Masalah

Untuk pelaksanaan penelitian yang lebih terarah. maka diberikan

batasan-batasan masalah yang meliputi:

1. Peneltian ini dilakukan dengan menggunakan alat ranifall

simulator.

2. Bahan yang digunakan sebagai media penelitian adalah tanah

yang sering digunakan sebagai tanah timbunan pada umumnya.

3. Klasifikasi jenis dan sifat tanah dilakukan dengan uji laboratorium

pada laboratorium Mekanika Tanah.

4. Penelitian ini dilakukan dengan dua perlakuan, yakni dengan tanpa

tutupan perkerasan berpori dan dengan tutupan perkerasan

berpori pada permukaannya dan masing-masing diuji dengan dua

8

kepadatan yaitu kepadatan tanah 60% dan kepadatan tanah 90%

dengan berbagai variasi waktu (t) pengamatan.

Lingkup pembahasan dalam tulisan ini kami fokuskan pada

pengujian infiltrasi dengan menggunakan perkerasan berpori guna

mendapatkan gambaran besarnya infiltrasi yang dihasilkan ketika

menggunakan perkerasan berpori. Rumus yang digunakan dalam

perhitungan adalah terapan rumus-rumus praktis.

E. Manfaat Penelitian

1. Dapat dijadikan acuan dalam pengembangan penelitian mengenai

kapasitas infiltrasi baik pada suatu kompleks perumahan maupun

pembangunan rumah secara sendiri-sendiri.

2. Dapat menjadi rujukan dalam perencanaan drainase yang ramah

lingkungan.

F. Sistematika Penulisan

Sistematika penyajian pada penelitian ini terdiri dari 5

(l i m a ) bab, antara lain :

1. Pendahuluan

2. Tinjauan Pustaka

3. Metodologi

4. Analisa dan Pembahasan

5. Kesimpulan dan Saran.

Bab 1 : Pendahuluan, menguraikan latar belakang penelitian ini.

9

Penelitian ini dilatarbelakangi karena bertambahnya debit

genengan atau banjir dari tahun ketahun. Dalam bab ini

juga disertai identifikasi masalah, tujuan, manfaat

penelitian, dan lingkup penelitian atau batasan – batasan

masalahnya.

Bab 2 : Tinjauan Kepustakaan, menguraikan landasan teori

mengenai infiltrasi

Bab 3 : Metodologi, memaparkan mengenai pendekatan

penelitian yang digunakan untuk menjelaskan secara rinci

urutan kegiatan yang dilaksanakan untuk menguji model

kapasitas infiltrasi berpori beserta dengan tehnik

pengumpulan data yang digunakan dalam menghitung

kapasitas infiltrasi.

Bab 4 : Analisa dan Pembahasan, menjelaskan mengenai

pengumpulan data – data kemudian menganalisa data –

data tersebut serta memberikan pembahasan secara rinci

terhadap hasil analisa tersebut.

Bab 5 : Kesimpulan dan Saran, diuraikan mengenai kesimpulan

dari hasil analisa perhitungan. Memberikan saran – saran

mengenai analisa tersebut.

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Infiltrasi

1. Pengertian Umum

Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah

hujan) masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan kelanjutan aliran

air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Dengan kata lain, infiltrasi

adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler

(gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi mengalir ke tanah yang lebih

dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses

perkolasi. 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.

Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam satuan yang sama dengan

satuan intensitas curah hujan, yaitu millimeter perjam (Asdak, 1995).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah tekstur

tanah, kerapatan massa (bulk density), permeabilitas, kadar air tanah

dan vegetasi. Semakin rendah nilai kerapatan massa (bulk density)

tanah, semakin besar volume pori tanah, dan semakin remah tanahnya

11

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.

Secara umum laju infiltrasi tertinggi dijumpai pada tahap awal

pengukuran, kemudian secara perlahan mengalami penurunan sejalan

dengan bertambahnya waktu dan akhirnya akan mencapai kecepatan

yang hampir konstan. Hal ini terjadi karena semakin lama proses

infiltrasi semakin meningkat. Artinya air semakin lama semakin banyak

yang tertampung kedalam tanah, dan ketika tanahnya mulai jenuh

pergerakan air ke bawah profil tanah hanya ditimbulkan oleh gaya tarik

gravitasi (Hillel, 1987).

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. Untuk satu

jenis tanah yang sama dengan kepadatan yang berbeda mempunyai

laju infiltrasi yang berbeda pula. Makin padat makin kecil laju

infiltrasinya (Wilson, 1993).

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

12

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 bagian ini akan mengalir sebagai aliran

permukaan. Penutupan dan kondisi permukaan tanah sangat

menentukan tingkat atau kapasitas air untuk menembus permukaan

tanah, sedangkan karakteristik tanah, khususnya struktur internalnya

berpengaruh terhadap laju air saat melewati masa tanah. Unsur

struktur tanah yang terpenting adalah ukuran pori dan kemantapan pori

(Kurnia, dkk, 2006).

Klasifikasi laju infiltrasi tanah dapat dilihat pada Tabel 2. 1

Deskripsi Infiltrasi (mm/jam)Sangat lambat 1Lambat 1 – 5Sedang lambat 5 – 20Sedang 20 – 65Sedang cepat 65 – 125Cepat 125 – 250Sangat cepat 250

Lee, 1990

2. 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

13

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).

3. Pengukuran dan Perkiraan infiltrasi

Dalam praktek sering dibutuhkan besaran infiltrasi untuk suatu

DAS tertentu.Besaran ini umumnya hanya dapat diperoleh dengan

pengukuran atau analisis tertentu. Memang tidak mungkin untuk

memperoleh besaran infiltrasi yang dapat mewakili DAS secara

keseluruhan, akan tetapi upaya-upaya tertentu dapat dilakukan untuk

mendekatinya.

Secara praktis pengukuran infiltrasi ini dimaksudkan untuk

memperoleh gambaran tentang besaran dan laju infiltrasi serta

variasinya sebagai fungsi waktu. Cara pengukuran yang dapat

dilakukan adalah:

14

a. dengan pengukuran lapangan,

b. dengan analisis hidrograf.

Alat maupun perlengkapan yang dapat digunakan untuk

mengukur infiltrasi di lapangan di antaranya adalah:

a. Single Ring Infiltrometer

Single ring infiltrometer merupakan silinder baja atau bahan lain

berdiameter antara 25—30 cm. Panjang alat kurang lebih 50 cm. Alat

ini dilengkapi dengan tangki cadangan air. Untuk alat yang sederhana,

tangki air dapat diganti dengan ember. Pada dinding silinder terdapat

skala dalam mm dan 'hook gauge'. Selain itu masih perlu dilengkapi

dengan bantalan kayu dan pukul besi untuk memasukkan silinder ke

dalam tanah

b. Double Ring Infiltrometer

Double ring infiltrometer pada dasarnya sama dengan 'single

ring infiltrometer' yang disebutkan sebelumnya kecuali adanya

tambahan satu silinder lain dengan diameter kurang lebih dua kali

silinder yang disebutkan sebelumnya

c. Rainfall Simulator

Rainfall simulator pada dasarnya terdiri dari seperangkat alat

pembuat hujan buatan, yang terdiri dari pompa dan deretan pipa-pipa

dengan 'nozzel' yang dapat menyemprotkan air. Jumlah air yang

disemprotkan dapat diatur sesuai dengan intensitas hujan buatan yang

dikehendaki. Ukuran pipa tersebut, sesuai dengan bidang tanah yang

15

akan digunakan sebagai bidang percobaan, dapat mulai dari 1x1 m2.

Selain itu, dilengkapi dengan alat pengukur debit dan alat pengukur

waktu (stop watch).

4. Cara Pengukuran infiltrasi

a. Analisis Hidrograf

Hitungan infiltrasi dengan analisis hidrograf merupakan upaya

pendekatan untuk memperoleh besaran infiltrasi rata-rata selama

terjadi hujan. Memperhatikan siklus hidrologi dapat diamati bahwa

debit yang terukur di stasiun hidrometri tertentu merupakan debit yang

berasal dari empat sumber, yaitu 'channel precipitation aliran

permukaan (surface runoff), aliran antara (interflow, subsurface flow)

dan aliran dasar (base flow, groundwater flow).

Gambar. 2.1. doble ring dan single ring inflometer

16

Dalam analisis, dengan memperhatikan perilaku masing-masing

komponen tersebut, pada umumnya aliran tersebut dipisahkan menjadi

dua bagian, yaitu aliran permukaan (dengan pengertian termasuk di

dalamnya aliran antara) dan aliran dasar. Aliran dasar dianggap

merupakan bagian aliran sungai yang ditimbulkan oleh infiltrasi,

sehingga volume aliran dasar tersebut dianggap sama dengan jumlah

air yang terinfiltrasi. Karena berbagai kesulitan dalam memperkirakan

bentuk eksponensial lengkung liku infiltrasi, maka besar infiltrasi di-

anggap tetap (constant rate) selama terjadinya hujan. Besar laju

infiltrasi ini yang disebut sebagai indeks phi (phi index).

Dalam Gambar 2.2.ditunjukkan skema penetapan indeks phi

dengan analisis hidrograf.

Gambar 2.2.Sketsa penetapan indeks phi.

t

i

1

t ( j a m )

Q

V o lu m e 1 = V o lu m e 2

2

17

b. Single Ring Infiltrometer

Pengukuran dengan single ring infilrrometer dapat dilakukan

dengan cara sebagai berikut ini.

1) Terlebih dahulu lokasi yang akan diukur dibersihkan. Sebaiknya

tanah yang terkelupas dapat dibuang.

2) Silinder ditempatkan tegak lurus dan ditekan ke dalam tanah,

sehingga bersisa kurang lebih 10 cm di atas permukaan tanah.

Apabila tanah yang akan diukur merupakan tanah lunak hal

tersebut dapat dilakukan dengan mudah. Akan tetapi, apabila

tanahnya merupakan tanah keras, maka untuk dapat memasukkan

silinder tersebut memerlukan pemukulan dengan pukul besi yang

cukup berat (± '10 kg). Dalam pemukulan tersebut hendaknya

bagian atas pipa dilindungi dulu dengan balok kayu yang cukup

tebal, dan pemukulan harus dilakukan sedemikian sehingga silinder

dapat masuk ke dalam tanah dengan tegak lurus. Pemukulan tidak

dilakukan pada satu sisi karena silinder akan miring. Apabila

pemukulan dilakukan pada sisi lain, maka silinder akan menjadi

tegak, tetapi antara tanah dan silinder akan terbentuk rongga.

Rongga demikian ini tidak boleh terjadi.

3) Air secukupnya disiapkan demikian pula 'stop watch' dan alat tulis.

4) Tabel disiapkan dan telah disusun sedemikian sehingga

memudahkan hitung-an (lihat contoh).

18

5) Apabila tidak tersedia tangki air dengan pengukur volume yang

baik, maka pengukuran infiltrasi dapat dilakukan sebagai berikut.

a) Pada skala yang terdapat pada dinding silinder, ditarik dua gads

dengan jarak, misalnya 5 cm (tergantung dari jenis tanah yang

diukur). Bila laju infiltrasi relatif sangat kecil, untuk menghemat

waktu pengamatan jarak dua garis tersebut dapat diperkecil.

b) Air dituangkan sampai silinder penuh dan tunggu sampai air

tersebut seluruhnya terinfiltrasi. Hal ini perlu dilakukan untuk

menghilangkan retak-retak tanah yang merugikan pengukuran.

c) Air dituangkan ke dalam silinder, sampai mencapai batas garis

atas.

d) Waktu yang diperlukan oleh muka air untuk turun sampai garis

batas bawah dicatat dengan 'stop watch' dan dicatat pada tabel

yang telah disiapkan.

e) Air dituangkan kembali secepatnya ke dalam silinder sampai

garis batas atas, waktu penurunan muka air sampai garis batas

bawah diukur lagi.

f) Hal tersebut dilakukan terus-menerus, sampai waktu yang

diperlukan oleh muka air turun sampai garis batas bawah selalu

tetap. Dalam hal demikian berarti laju infiltrasi telah tetap, atau

nilai fc telah tercapai.

19

g) Dari data yang terkumpul dalam tabel, dapat dihitung laju

infiltrasi tiap waktu tertentu. Dan apabila hasilnya digambarkan

maka akan terlihat liku infiltrasi eksponensial.

h) Apabila dikehendaki hitungan yang lebih teliti, waktu yang

diperlukan untuk mengisi kembali silinder mencapai garis batas

atas perlu dicatat, karena kenyataannya pada saat tersebut

infiltrasi tidak berhenti, sehingga jumlah infiltrasi dapat

ditambahkan dengan mengambil anggapan laju infiltrasinya

sama dengan laju infiltrasi yang baru saja diukur.

c. Double Ring Infiltmmeter

Pengukuran dengan 'double ring in nitrometer' pada dasarnya sama

dengan yang dijelaskan sebelumnya ('single ring infiltrometer').

Perbedaannya adalah berikut ini.

1) Pada alat ini terdapat dua silinder, dengan diameter luar kurang

lebih sama dengan dua kali diameter silinder sebelah dalam.

2) Dalam pemakaian, silinder dalam dimasukkan lebih dahulu ke

dalam tanah, seperti yang dilakukan pada 'single ring infiltrometer'.

Setelah itu baru silinder kedua (silinder luar) dimasukkan secara

konsentris ke dalam tanah. Cara pemasukan nya sama dengan

cara pemasukan silinder pertama.

3) Setelah itu, ruang antara silinder luar dan silinder dalam diisi air,

dan dibiar-kan beberapa lama sampai habis.

20

4) Kemudian ruang tersebut diisi kembali, dan diikuti dengan

pengisian ruang dalam silinder dalam.

5) Selanjutnya cara pengamatan dan pengukuran dilakukan dengan

cara yang sama dengan cara yang telah disebutkan terdahulu,

dengan memperhatikan agar air di ruang antara silinder luar dan

silinder dalam selalu tetap tergenang.

d. Rainfall Simulator

Rainfall simulator adalah alat yang digunakan untuk membuat hujan

buatan guna mendukung variasi intensitas hujan dan variasi lamanya

hujan secara otomatis. Air hujan buatan keluar dari sprinkel atau

shower yang sebisa mungkin mendekati keadaan hujan real di

lapangan

B. Perhitungan 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.

Pengukuran laju infitrasi menurut para ahli adalah sebagai berikut :

1. Menurut Philip

Model laju infiltrasi (infiltration rate) menurut Philip

merupakan persamaan empiris yang bergantung pada waktu (time

21

dependent equation). Philip mengajukan model persamaan

infiltrasi:

= + −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.= ∫ ( , + ) = . + 2 , .......................................... (2)

Sehingga persamaan infiltrasi kumulatif Philip dapat ditulis:

− . =2 0,5................................................................................. (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:

1− 1=2 1 0,5 .......................................................................... (4)

2− 2=2 2 0,5 .......................................................................... (5)

Untuk mendapatkan nilai D maka dilakukan eliminasi:( 1− 1=2 10,5) x t2( 2− 2=2 20,5) x t1

22

1− 1t2=2 10,5 t2

1− 1t2=2 20,5 t1

1t2− 2t1 =2 ( 10,5 t2– 2

0,5 t1)

Sehingga,D = ( , , )……………………………………………..……………..(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. Menurut Horton

Model Horton adalah salah satu model infiltrasi yang terkenal

dalam hidrologi. Horton mengakui bahwa kapasitas infiltrasi berkurang

setring dengan bertambahnya waktu hingga mendekati nilai yang

konstant la menyatakan pandangannya bahwa penurunan kapasitas

infiltrasi lebih dikontrol oleh faktor yang beroperasi di permukaan tanah

dibanding dengan proses aliran di dalam tanah. Faktor yang berperan

untuk pengurangan laju infiltrasi seperti penutupan retakan tanah oleh

koloid tanah dan pembentukan kerak tanah, penghancuran struktur

permukaan lahan dan pengangkutan partikel halus dipermukaan tanah

oleh tetesan air hujan. Model Horton dapat dinyatakan secara

matematis mengikuti persamaan berikut :

f = f + (f0 - fc)e-kt

23

Keterangan;

f : laju infiltrasi nyata (cm/h)

fc : laju infiltrasi tetap (cm/h)

f0 : laju infiltrasi awal (cm/h)

e : angka dasar (2,7182)

k : konstanta

t : waktu

C. Faktor- faktor Yang Mempengaruhi Infiltrasi

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.

24

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

, debu (silt) (berdiameter 0,20-0,002 mm atau 200-2 ) dan liat

(clay) (<2 ) (Hanafiah, 2005).= = ……………………………………………………....…(7)

25

Dimana :

= Kerapatan Massa (bulk density) (g/cm3)

Ms = massa tanah (g)

Vt= volume total tanah (volume ring) (cm3)

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).Secara

lebih rinci tekstur tanah digambarkan dalam segitiga USDA.

4. Kerapatan Massa (Bulk Density)

Kerapatan massa adalah perbandingan dari massa tanah kering

dengan volume total tanah (termasuk volume tanah dan pori) (Hillel,

1971). Setiap perubahan dalam struktur tanah mungkin untuk

mengubah jumlah ruang-ruang pori dan juga berat per unit volume.

Bila dinyatakan dalam 3 kerapatan massa tanah-tanah liat yang

ada di permukaan dengan struktur granular besarnya berkisar 1,0

sampai 1,3. Tanah-tanah di permukaan dengan tekstur kasar

mempunyai kisaran 1,3 sampai 1,8. Perkembangan struktur yang lebih

besar pada tanah-tanah dipermukaan dengan tekstur halus

menyebabkan kerapatan massanya lebih rendah bila dibandingkan

dengan tanah berpasir (Foth, 1991).

Bulk density sangat berhubungan dengan particle density, jika

particle density tanah sangat besar maka bulk density juga besar. Hal

26

ini dikarenakan partikel density berbanding lurus dengan bulk density,

namun apabila tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi maka

partikel density dan bulk density akan rendah. Dapat dikatakan bahwa

particle density berbanding terbalik dengan kadar air. Hal ini terjadi jika

suatu tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi dalam menyerap air

tanah, maka kepadatan tanah menjadi rendah karena pori-pori di

dalam tanah besar sehingga tanah yang memiliki pori besar akan lebih

mudah memasukkan air di dalam agregat tanah (Hanafiah, 2005).

5. Kerapatan Partikel (Particel Density)

Tanah permukaan (top soil) biasanya mempunyai kerapatan

yang lebih kecil dari sub-soil, karena berat bahan organik pada tanah

permukaan lebih kecil daripada berat benda padat tanah mineral dari

sub soil dengan volume yang sama, dan top soil banyak mengandung

bahan organik sehingga particle densitynya rendah. Oleh karena itu

partikel density setiap tanah merupakan suatu tetapan dan tidak

bervariasi menurut jumlah partikel. Untuk kebanyakan tanah mineral

partikel densitynya rata-rata sekitar 2,6 g/cc (Foth, 1994).

Kerapatan partikel dapat dihitung dengan persamaan berikut:( ) = ............................................... (8)

Dimana, Vs = volume tanah (cm3)

27

Berat jenis butir adalah berat bagian padat dibagi dengan

volume bagian padat dari tanah tersebut. Berat jenis butir tanah pada

umumnya berkisar antara 2,6 – 2,7 g/cm3.

Dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka

nilai menjadi lebih rendah. Istilah kerapatan ini sering dinyatakan

dalam istilah berat jenis atau specific gravity, yang berarti

perbandingan kerapatan suatu benda tertentu terhadap kerapatan air

pada keadaan 4ºC dengan tekanan udara biasa, yaitu satu atmosfer

(Sarief, 1986).

6. Ruang Pori atau Porositas

Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang

dapat ditempati oleh udara dan air, serta merupakan indikator kondisi

drainase dan aerasi tanah. Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi

pori-pori kasar (makro) dan pori-pori halus (mikro). Pori-pori kasar

berisi udara atau air gravitasi (air yang mudah hilang karena gaya

gravitasi), sedangkan pori-pori halus berisi air kapiler atau udara.

Tanah- tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak daripada

tanah liat. Tanah yang banyak mengandung pori-pori kasar sulit

menahan air sehingga tanahnya mudah kekeringan. Tanah liat

mempunyai pori total (jumlah pori-pori makro ditambah pori-pori mikro),

lebih tinggi daripada tanah pasir (Hardjowigeno 2007).

28

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).

D. Perkerasan Berpori

Berdasarkan Pedoman Penyediaan dan Pemanfaatan Ruang

Terbuka Non Hijau - Direktorat Jenderal Penataan Ruang, Departemen

Pekerjaan Umum menjelaskan bahwa Pembangunan Dampak Rendah

(Low Impact Development – LID) adalah strategi pembangunan

29

berdampak rendah yang membuat sistem perkerasan berperan

hidrologis mampu menyalurkan air permukaan ke lapisan di bawahnya

dan ekonomis karena meminimalisasi sistem drainase. Perkerasan

permeabel (permeable paving) adalah tipe LID yaitu perkerasan

tembus air atau perkerasan poros yaitu jenis perkerasan yang berpori

sehingga dapat mengalirkan air di permukaan perkerasan ke lapisan di

bawahnya. Perkerasan Berpori (pervious concrete) adalah tipe

perkerasan LID permeable paving, yaitu campuran Perkerasan Berpori

yang tidak menggunakan pasir atau hanya dalam jumlah kecil,

sehingga menghasilkan beton dengan pori kira-kira 20%. Ruang pori

tersebut membuat air dapat mengalir di dalam perkerasan ke lapisan

batuan berukuran seragam di bawahnya, lalu ke dalam tanah –

sehingga mengurangi atau menghilangkan aliran air di atas permukaan

perkerasan. Kekuatan rata-rata dari Perkerasan Berpori (tembus air)

adalah dari 50 sampai 350 kg/cm2, dan dapat lebih tinggi tergantung

fungsi penggunaannya. Kecepatan peresapan adalah 0,2 sampai 0,48

cm/s.

Sistem pervious paving digunakan untuk mengurangi

permukaan yang kedap air (tidak tembus air) seperti permukaan jalan

trotoar (sidewalk), driveways, tempat parkir, dan tempat-tempat lain

yang digunakan dengan tujuan mengurangi run off dan memperbesar

infiltrasi.Pervious paving juga dapat digunakan sebagai inlet air infiltrasi

ke dalam tanah.Pervious paving sangat efektif untuk membantu

30

mengurangi run off dalam kondisi puncak serta menambah jumlah

kandungan air tanah pada area yang berkembang (Harrisburg, 1998).

Masalah genangan air dan limpasan permukaan yang terjadi

pada permukaan perkerasan kedap air menuntut ditemukannya cara-

cara baru untuk mengelola aliran air terutama dari air hujan.

Perkerasan berpori merupakan salah satu metode alternatif untuk

pengendalian limpasan permukaan. Jenis-jenis perkerasan berpori

antara lain adalah aspal berpori, Perkerasan Berpori, perkerasan bata

beton (paving blocks), dan sistem perkerasan kerikil. Perkerasan

berpori memiliki pori-pori yang sangat banyak dan mengurangi volume

limpasan permukaan dengan cara membiarkan air yang ada di

permukaannya menyerap ke dalam perkerasan untuk kemudian

dialirkan ke dalam tanah dengan tingkat penyerapan yang tinggi.

Perkerasan Perkerasan Berpori dapat berfungsi sebagai bagian dari

sistem memanen air hujan (rainwater harvesting). Sistem memanen air

hujan merupakan proses untuk mencegah terjadinya limpasan

permukaan saat hujan dan sekaligus memanfaatkan air hujan untuk

kebutuhan yang menguntungkan, seperti menambah cadangan air

tanah, irigasi untuk taman, toilet flushing, air untuk mencuci kendaraan,

dan sebagainya.

1. Kelebihan Perkerasan Berpori

Perkerasan Berpori merupakan material konstruksi yang multi

fungsional dengan beberapa kelebihan, seperti :

31

a. Selang waktu pemeliharaan yang lebih lama.

Pori-pori yang ada pada Perkerasan Berpori berfungsi untuk

mengalirkan air mengalir ke dalam tanah. Pemeliharaan yang perlu

dilakukan pada Perkerasan Berporiadalah membersihkan sampah yang

masuk ke dalam pori beton agar aliran air tidak terhambat, sehingga

mencegah terbentuknya genangan air di permukaan beton.

Terbentuknya genangan air di permukaan betondapat merusak

permukaan perkerasan yang sudah ada.

b. Mengurangi limpasan permukaan di suatu daerah.

Perkerasan Berpori sebagai material konstruksi yang multifungsi

selain berfungsi sebagai komponen struktural juga berfungsi sebagai

saluran drainase air masuk ke dalam tanah sehingga mampu

mengurangi limpasan permukaan.

c. Instalasi yang lebih cepat jika dibandingkan dengan pemasangan

perkerasan bata beton.

d. Life cycle cost yang lebih rendah.

Dibandingkan dengan beton aspal dan perkerasan bata beton,

perkerasan dengan menggunakan Perkerasan Berpori memiliki life

cycle cost yang lebih rendah. Walaupun biaya awal pada Perkerasan

Berpori lebih mahal dibandingkan dengan beton aspal, tetapi karena

kekuatan dan daya tahan Perkerasan Berpori yang lebih besar

dibandingkan dengan aspal ataupun bata beton, maka menyebabkan

32

biaya pemeliharaan yang diperlukan pada Perkerasan Berpori selama

umur rencana beton menjadi lebih kecil.

e. Mengurangi tingkat pencemaran terhadap air tanah.

Fungsi utama Perkerasan Berpori adalah mengalirkan air yang

ada di permukaan sehingga dapat diserap oleh tanah. Karena tidak

menggunakan bahan kimia berbahaya di dalam campuran beton, maka

potensi tercemarnya air tanah menjadi semakin kecil.

f. Dapat didaur ulang.

Tidak seperti pada beton konvensional, setelah mencapai umur

rencana Perkerasan Berpori dapat didaur ulang menjadi material

Perkerasan Berpori yang baru sehingga tidak menimbulkan limbah

buangan.

g. Pemanfaatan lahan yang lebih efisien.

Dengan menggunakan perkerasan Perkerasan Berpori dapat

mengurangi kebutuhanpenyediaan kolam penyimpanan air hujan,

selokan saluran drainase, dan sarana pengelolaan air hujan lainnya.

h. Rongga pada Perkerasan Berpori dapat meredam kebisingan suara

yang ditimbulkan oleh roda kendaraan.

Hal ini disebabkan karena pori-pori pada beton terbentuk secara

tidak teratur dan memiliki permukaan yang tidak rata, sehingga

gelombang suara yang dipantulkan secara baur oleh pori-pori pada

beton menjadi saling bertumbukan dan saling meredam.

33

2. Kekurangan Perkerasan Berpori

a. Karena kuat tekan yang lebih rendah daripada beton konvensional,

maka Perkerasan Berpori hanya digunakan pada jalan-jalan lokal

perumahan, trotoar, dan lapangan parkir.

b. Biaya instalasi Perkerasan Berpori relatif lebih mahal daripada

beton biasa. Hal ini disebabkan oleh dua hal, yaitu:

Perkerasan Berpori merupakan material konstruski khusus yang

membutuhkan pekerja yang memiliki pengalaman dan

kemampuan untuk mencampur, memasang dan merawat

Perkerasan Berpori secara tepat.

Perkerasan Perkerasan Berpori membutuhkan kedalaman yang

lebih besar saat pemasangan, sebagai tempat untuk menampung

air hujan dan juga meningkatkan ketebalan perkerasan

Perkerasan Berpori untuk alasan kekuatan.

3. Komposisi Perkerasan Berpori

Komposisi yang digunakan untuk Perkerasan Berpori tidak

jauh berbeda seperti beton normal, perbedaan yang ada adalah dalam

pembuatan Perkerasan Berpori tidak atau sedikit sekali digunakan

agregat halus pada campuran betonnya, dikarenakan Perkerasan

Berpori yang terbentuk memiliki rongga-rongga untuk porositas air,

serta faktor air semen (FAS) memiliki peranan yang sangat penting,

dengan tujuan agar rongga-rongga yang ada pada beton nantinya

34

tidak tertutup oleh pasta semen pada saat mengeras. Selain itu juga

bertujuan untuk mengingat agregat agar tidak mudah terlepas.

Material-material yang digunakan untuk komposisi Perkerasan

Berpori secara umum adalah :

a. Semen

Jenis semen yang digunakan adalah jenis semen Portland,

dimana semen jenis ini merupakan semen umum yang biasanya

digunakan untuk aplikasi beton yang tidak memerlukan persyaratan

khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal.

b. Agregat

Jenis agregat yang digunakan adalah agregat kasar, yang

berupa kerikil sebagai hasil disintegrasi batuan atau berupa batu pecah

yang diperoleh dari industri pemecah batu dan memiliki ukuran butiran

antara 5 – 40 mm atau agregat yang tertahan pada saringan 2,36 mm

(ayakan No. 4). Agregat halus tidak dipakai agar terbentuk rongga-

rongga pada beton yang nantinya akan berfungsi sebagai aliran air.

c. Air

Jumlah air yang digunakan diperhatikan dengan seksama,

dimaksudkan agar beton yang terbentuk memiliki rongga-rongga yang

baik serta ikatan antar agregatnya kuat. Kesalahan dalam pengendalian

faktor air semen dapat membuat rongga-rongga pada Perkerasan

Berpori menjadi tertutup, ikatan antar agregat menjadi lemah, sehingga

menjadikan kuat tekan Perkerasan Berpori menjadi rendah. Faktor air

35

semen yang biasanya digunakan untuk Perkerasan Berpori adalah

sebesar 0,3 – 0,4.

Faktor air semen adalah angka perbandingan antara berat

kadar air bebas dan berat kadar semen dalam campuran beton. Faktor

air semen memegang peranan penting dalam keawetan dan performa

dari beton tersebut. Kekurangan air membuat pasta semen dan agregat

tidak akan tercampur dengan sempurna, seperti gambar 2.4 (a).

(a) Campuran Beton Kekurangan Air

(b) Campuran Beton Kelebihan Air

(c) Campuran Beton dengan Proporsi Air yang Tepat

Gambar 2.4 Campuran Adukan Perkerasan Berpori(sumber: Pervious Concrete Pavements, Portland Cement Association)

36

Faktor air semen pada Perkerasan Berpori sangat

mempengaruhi kekuatan ikatan antara pasta semen dan agregat.

Sebaliknya, apabila kelebihan air akan membuat campuran beton

menjadi bleeding sehingga mudah keropos dan lunak, seperti gambar

2.4 (b). Untuk itu dibutuhkan perancangan proporsi air yang tepat agar

terbentuk campuran pasta semen yang mengikat agregat dengan

sempurna.Ikatan antara pasta semen dan agregat yang tepat dapat

dilihat pada gambar 2.4 (c).

Beton harus selalu dibuat dengan workability, konsistensi dan

plastisitas yang sesuai dengan kondisi pekerjaan. Workability sering

diartikan sebagai tingkat kemudahan pengerjaan campuran beton untuk

diaduk, dituang, diangkut dan dipadatkan atau suatu ukuran sulit atau

mudahnya mengecor, mengkonsolidasikan dan menyelesaikan beton.

Unsur-unsur yang dapat mempengaruhi sifat kemudahan campuran

adukan beton dalam pengerjaannya, antara lain :

a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton. Makin

banyak air yang dipakai, makin mudah beton segar itu dikerjakan.

Tetapi pemakaian air juga tidak boleh terlalu berlebihan.

b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara

pengerjaan betonnya, karena diikuti dengan penambahan air untuk

memperoleh nilai faktor air semen tetap.

37

c. Gradasi campuran agregat (pasir dan kerikil), jika campuran pasir

dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan

maka adukan beton mudah dikerjakan.

d. Pemakaian butiran yang bulat memudahkan cara pengerjaan.

e. Pemakaian butiran maksimum kerikil yang dipakai berpengaruh

terhadap cara pengerjaan.

f. Cara pemadatan beton menentukan sifat pekerjaan yang berbeda.

g. Selain itu, beberapa aspek yang perlu dipertimbangkan adalah

jumlah kadar udara yang terdapat di dalam beton dan penggunaan

bahan tambah dalam campuran beton.

Konsistensi adalah kemampuan beton segar untuk mengalir.

Plastisitas menentukan kemudahan beton untuk dicetak. Jika dalam

suatu campuran beton dipakai agregat lebih banyak atau air yang

ditambahkan lebih sedikit, campuran akan menjadi kaku dan sulit

dicetak. Pengujian slump adalah suatu ukuran konsistensi beton. Untuk

suatu proporsi semen dan agregat tanpa admixture, semakin tinggi

slump, campuran semakin basah. Slump adalah ukuran kekentalan

adukan beton yang dinyatakan dalam mm dan ditentukan dengan

menggunakan kerucut Abram.Nilai Slump ditetapkan sesuai dengan

kondisi pelaksanaan pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah

dituangkan, dipadatkan dan diratakan. Karena Perkerasan Berpori tidak

menggunakan agregat halus, maka nilai slump yang dihasilkan akan

38

sangat besar, sehingga nilai slump pada campuran Perkerasan Berpori

diabaikan.

E. Tanah

Tanah adalah lapisan yang menempati bagian atas kulit bumi

yang terdiri dari benda padat ( bahan anorganik dan organik ) serta air

dan udara tanah. Tanah telah dikenal sejak awal peradaban manusia

terutama setelah manusia menggunakan tanah untuk bercocok tanam

dalam upaya memenuhi kebutuhan hidupnya.

Pengertian tentang tanah mulai lebih jelas setelah para ahli

fisika-kimia dan geologi memberi batasan (definisi) tentang tanah.

Beberapa definisi tentang tanah itu dapat kita baca di bawah ini.

Berzelius ( 1803) serang ahli kimia Swedia mendefiniksikan

tanah sebagai “laboratorium kimia alam dimana proses dekomposisi

dan reaksi sintesis kimia berlangsung secara terang. “Disini tampak

jelas bahwa tanah belum lagi dianggap sebagai alat prodksi pertanian

melainkan tempat berlangsungnya segala reaksi kimia yang terjadi di

alam.

Justus Von Liebig ( 1840 )dari Jerman menyebut tanah sebagai

tabung reaksi dimana seseorang dapat mengetahui jumlah dan jenis

hara tanaman. Tanah merupakan gudang persediaan mineral-mineral

yang bersifat statis.

Falluo ( 1871 ) ahli mineralogy Jerman memandang tanah tidak

39

hanya sebagai batu-batuan tetapi juga bagian dari petografi (petros =

batuan) pertanian.Tanah adalah produk hancuran iklim (weathering)

yang bercampur dengan bahan organik.

Davy ( 1913 ) dari Inggris mendefinisikan tanah sebagai

“laboratorium yang menyediakan unsur-unsur hara tanaman (nutriens).

Werner ( 1918 ) berpendapat bahwa tanah adalah lapisan hitam

tipis yang menutupi bahan padat kering terdiri atas bahan bumi berupa

partikel-patikel kecil yang mudah remah, sisa vegetasi dan hewan.

Di pihak lain, para ahli geologi Rusia seperti Dokuchaiev

menjadikan ilmu tanah sebagai ilmu pengetahuan alam murni yang

berdiri sendiri dengan nama pedologi. DOKUCHAIEV pada tahun 1870

mengatakan bahwa tanah adalh bentukan mineral dan organik di

permukaan bumi, sedikit banyak selalu diwarnai oleh humus, dan

secara tetap menyatakan dirinya sebagai kegiatan kombinasi bahan

organik seperti jasad, baik yang hidup maupun yang mati, bahan

induk, ikilim relief dan dalam waktu tertentu.

Joffe (1949) seorang pakar tanah Amerika Serikat

mendefinisikan tanah yaitu “Tanah adalah bangunan alam tersusun

atas horizon-horison yang terdiri atas bahan mineral dan organik,

biasanya tak-padu, mempunyai tebal yang berbeda-beda dan yang

berbeda pula dengan bahan induk yang ada di bawahnya dalam hal

morfologi, sifat dan susunan fisik, sifat dan susunan kimia, dan sifat-

sifat biologi”.

40

Bremmer (1958) memberikan definisi tanah: “Tanah adalah

bagian permukaan kulit bumi yang dijadikan oleh pelapukan kimia dan

fisik serta kegiatan berbagai tumbuhan dan hewan”.

41

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Lokasi dan Waktu Penelitian

1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Makassar

2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan antar di awal tahun 2015 di

laboratorium teknik sipil Unismuh

B. Jenis Penelitian dan Sumber Data

1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental model fisik

laboratorium, dimana kondisi penelitian ini didesain dan diatur

oleh peneliti dengan mengacu pada sumber-sumber rujukan

literature yang berkaitan dengan penelitian tersebut.

2. Sumber Data

a. Sumber data penelitian ini diambil dari Data primer; yakni

data yang diperoleh dari hasil simulasi dan pengamatan

langsung dari model fisik dan sampel di laboratorium

Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Makassar.

42

b. Data sekunder; yakni data yang diperoleh dan instansi

terkait seperti data curah hujan untuk Wilayah Kota

Makassar dari Dinas PL) dan BMKG kota Makassar serta

data yang diperoleh dari literature dan hasil penelitian yang

sudah ada, baik penelitian laboratorium maupun penelitian

langsung di lapangan yang terkait dengan penelitian ini.

C. Bahan dan Alat

1. Bahan

Bahan-bahan dan material yang digunakan dalam penelitian

ini adalah

- Bahan-bahan untuk konstruksi rainfall simulator dan media

sampel, antara lain: akrilic tebal 5 mm, pipa paralon 3/4 inc.

besi hollow 3/5, manometer pengukur tekanan, pompa air,

stavolt/stabilizer, tangki penampungan,

- Tanah, adalah jenis tanah yang sering digunakan bahan

timbunan pada areal pembangunan

- Ember penampungan d. Bahan-bahan penunjang lainnya

seperti; lem pipa, isolasi, baut/sekrup, mur

2. Alat

- Satu set alat media penelitian yang terdiri atas alat untuk

mensimulasi hujan (rainfall simulator) dan media

pengamatan infiltrasi

43

- Pompa air untuk sirkulasi air selama proses pengamatan

penelitian

- Stabilizer untuk menstabilkan fluktuasi tegangan dari

sumber arus listrik

- Manometer tekanan untuk mengontrol keadaan tinggi

tekanan tetap

- Stopwatch untuk mengukur durasi huj'an dan infiltrasi.

- Gelas ukur untuk mengukur volume infiltrasi. dan limpasan

- Mistar ukur berskala, meter roll/lipat untuk

kebutuhan pengukuran

- Alat tulis dan tabel isian data dari hasil pengamatan.

Kamera digital untuk dokumentasi dan perekaman proses

pengambilan

- Komputer. printer dan scanner untuk pengimputan data k.

Alat-alat pertukangan seperti; gergaji, obeng, tang, kunci

pas, kunci pipa. dsb.

D. Veriabel Yang Diteliti

a. Sesuai dengan tujuan penelitian ini maka pengujian dilakukan

dengan model fisik laboratorium dengan kajian infiltrasi, aliran

permukaan dan koefisien pengaliran.

b. Model fisik ini dimaksudkan untuk mengamati dan mengetahui

pengaruh perkerasan berpori terhadap kapasitas infiltrasi

44

pada permukaan tanah tibunan akibat dengan variasi

intensitas curah hujan (I) dan durasi waktu (t).

E. Prosedur Penelitian

1. Tahapan Persiapan

Tahapan persiapan dilakukan untuk mengantisipasi segala

keadaan yang berkaitan dengan prosedur penelitian, seperti;

(1) pembersihan, (2) pengecekan dan pengukuran alat dan

benda uji, (3) persiapan perangkat dan instrument yang

dibutuhkan, dan (4) persiapan person pengamat serta

persatuan persepsi dalam melakukan tindakan pengujian,

pengamatan dan pencatatan.

2. Tahapan running test

a. Running test ke-1; yakni pengukuran intensitas curah

hujan buatan Pengukuran ini dilakukan untuk memperoleh

intensitas curah hujan yang dikehendaki. Pengukuran ini

dilakukan dengan cara coba-coba yaitu dengan mengubah

tinggi muka air dalam bak penampungan yang dapat

memberikan tekanan yang berbeda-beda sehingga

menghasilkan variasi intensitas curah hujan bervariasi

sesuai dengan intensitas curah hujan rencana yang sudah

dihitung sebelumnya.

45

b. Running test ke-2; yakni pengukuran infiltrasi .pada tanah

tanpa perkerasan Untuk variasi tanah diambil tanah yang

biasa digunakan sebagai bahan timbunan pada areal

kampus, sampel tersebut kemudian dlmasukkan ke dalam

bak pengujian yang berukuran 100 cm x 100 cm x 50 cm

dimana terdapat sekat di dalamnya untuk memisahkan

volume limpahan dan volume resapan. Tinggi tanah dalam

bak uji adalah 25 cm. Sampel tersebut dilindungi dari air

yang jatuh dari bak sebelum dicapai keadaan muka air

konstan di dalam bak penampungan air. Setelah air dalam

bak penampungan konstan dengan ketinggian yang sesuai

dengan intensitas hujan yang diinginkan. Pelindung

sampel dibuka dan secara bersamaan menekan tombol on

pada stopwatch. Tiap selang waktu 5 menit limpasan dan

resapan yang terjadi dicatat dengan cara menampung air

buangan melalui pipa pembuang. Masing-masing buangan

baik limpasan maupun resapan ditampung dalam wadah

ukur kemudian volume air dicatat dalam tabel

pengamatan.

c. Running test ke-3; yakni pengukuran infiltrasi pada tanah

dengan perkerasan berpori. Prosedur ini dilakukan dengan

tahapan seperti pada running test 2 dengan

46

menambahkan lapisan perkerasan pada permukaan

sampel tanah.

F. Data Pengamatan

Pengambilan data pengamatan sangat diperlukan dimana

akan digunakan sebagai parameter analisa, oleh karena itu

pencatatan data tersebut dilakukan pada setiap kondisi yang

terkait langsung dengan tujuan penelitian. dan juga data yang

memungkinkan adanya informasi dalam perjalanan penelitian.

Adapun data yang diambil dalam pengujan ini adalah:

1. Pada running test ke-1, data yang dicatat adalah:

a. Ketinggian air dalam bak penampungan, H (cm)

b. Luas container, A (cm2)

c. Volume container, V (ml)

d. Waktu, t (menit)

e. Intensitas curah hujan (I)

f. Tekanan air pada manometer (sebagai pengontrol)

2. Pada running test ke-2 dan ke-3, data yang dicatat adalah:

a. Waktu yang terkait dengan durasi hujan. t (menit)

sekaligus untuk kecepatan aliran Vxy (m/det)

b. Volume limpasan, V (ml)

c. Volume resapan, V (ml)

47

G. Analisa Data

Dari data pengamatan hasil uji laboratorium diolah menjadi

bahan analisa hasil kajian sesuai dengan tujuan penelitian. Data

yang diolah menjadi bahan analisa adalah data Intensitas curah

hujan rencana (I), waktu durasi hujan dan rembesan, t (menit).

serta volume rembesan dan limpasan, V (ml) atau (liter).

H. Model Fisik Penelitian

Model fisik penelitian didesain oleh peneliti berdasarkan

kajian-kajian literatur dari hasil-hasil penelitian tentang

penggunaan rainfall simulator untuk berbagai penelitian.

Deskripsi tentang model fisik tersebut adalah sebagai berikut :

1. Tinggi total alat 255 cm

2. Lebar bruto 120 cm

3. Panjang bruto 240 cm

4. Kapasitas tangki 1000 L

5. Ukuran bak simulasi hujan 100 x 100 x 30 cm

6. Ukuran bak media sampel 100 x 100 x 25 cm

7. Ukuran sampel tanah biasa 100 x 100 x 25 cm

8. Ukuran sampel tanah + perkerasan berpori 100 x 100 x 27 cm

48

I. Kerangka Konsep Penelitian

Gambar. 3.1. bagan kerangka kerja penelitan

Perhitingan intensitascurah hujan

Pentetuan lokasipengambilan sampel

tanah

Persiapan penelitian

Desain rainfallsimulator

Simulasi intensitashujan

Simulasi ranfallsimulator

Perhtingan intensitascurah hujan

Running inviltrasi Tanah tanpa lapisan

perkerasan Tanah dengan

perkerasan berpori

Pengamatan /pengambilan dataInfiltrasi

Perhitungan laju infiltrasi

Hasil dan pembahasan

Uji karateristik tanah

Uji infiltrasi tanah

Pembuatansampel perkerasan

berpori

MULAI

SELESAI

49

50

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian di laboratorium tentang hubungan resapan

dengan variasi intensitas curah hujan, kepadatan dan kemiringan tanah

dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Hubungan antara resapan dengan variasi intensitas adalah

berbanding lurus, dimana resapan akan meningkat jika intensitas

yang diberikan juga meningkat.

2. Hubungan antara resapan dengan variasi kepadatan adalah

berbanding terbalik, Resapan akan meningkat jika tingkat

kepadatannya rendah.

B. SARAN

Dalam penelitian ini, pengaruh intensitas hujan, kepadatan tanah

merupakan variasi yang ditinjau, untuk penelitian berikutnya

disarankan dilanjutkan dengan meninjau pengaruh suhu, kecepatan

angin, kondisi permukaan tanah dengan vegetasi, beban timbunan,

basement dan permukaan dengan menggunakan balok beton