tugas drainase sipil

Soal :

1. Apakah yang dimaksud dengan infiltrasi, perkolasi dan bagaimana kaitan kedua proses tersebut.
2. Tunjukan dengan sketsa, liku infiltrasi untuk berbagai jenis tanah, yaitu tanah kering, retak-retak, tanah liat dan tanah pasir.
3. Pada sebuah daerah hutan, dikatakn potensi konservasi airnya lebih tinggi. Berikan penjelasan tentang hal ini, yang menyangkut air permukaan dan air tanah. Jelaskan mengapa hal tersebut dapat terjadi?
4. Pada perkiraan hujan mangkus, anggapan kehilangan air hujan tetap, dianggap memadai. Jelaskan mengapa demikian. Kaitkan pula hal tersebut dengan liku infiltrasi secara umum.
5. Berikan penjelasan beberapa cara pendekatan umtuk memperkirakan hujan mangkus. Adakah persamaan dan perbedaan prinsip antara cara-cara tersebut.

Jawab :

1. Infiltrasi yaitu proses masuknya air ke permukaan tanah ke lapisan tanah tak jenuh. Proses ini merupakna bagian yang sangat penting dalam daur hidrologi maupun dalam pengalihragaman hujan menjadi aliran di sungai. Sedangkan Perkolasi yaitu masuknya air laut ke permukaan bumi akibat menurunnya muka air tanah. Pengertian infiltrasi sering dicampur-adukan untuk kepentingan praktis dengan pengertian perkolasi. Memang keduanya saling berpengaruh, akan tetapi secara teoritik hendaknya pengertian keduanya dibedakan. Sedangkan secara skematis, katerkaitan infiltrasi dengan perkolasi dapat dijelaskan dengan sketsa pada gambar V.1. pada gambar V.1a, skema formasi tanah, dengan lapisan atas mempunyai laju infiltrasi kecil, akan tetapi lapisan bawah mempunyai laju perkolasi tinggi. Sebaliknya, pada gambar V.1b, lapisan atas dengan laju infiltrasi tinggi sedangkan laju perkolasi pada lapisan bawah rendah. Pada kasus pertama (Gambar V.1a), meskipun laju perkolasi tinggi, akan tetapi laju infiltrasi yang memberikan masukan air dari permukaan terbatas. Oleh sebab itu, dalam keadaan seimbang, dua keadaan ini lebih ditentukan oleh laju infiltrasi. Demikian pula sebaiknya (Gambar V.1b), laju perkolasi yang rendah menentukan keadaan seluruhnya. Akan tetapi hendaknya diketahui bahwa dalam praktek, proses yanmg terjadi tidak sesederhana hal tersebut, karena adanyakemungkinan aliran antara
2. Berdasarkan sketsa liku diatas didapatkan kesimpulan bahwa jenis tanah berpasir mengalami infiltrasi yang besar dibandingkan dengan tanah kering retak-retak dan tanah liat. Dari ketiga jenis tanah tersebut dapat diurutkan infiltrasi yang besar ke yang kecil yaitu dimulai dari tanah berpasir setelah itu tanah kering retak-retak dan yang terakhir yaitu tanah liat.
3. Hutan mempunyai peranan yang sangat penting dalam pengendalian besar limpasan permukaan, terutama sekali fungsi hutan dalam intersepsi dan infiltrasi. Gerakan air tampungan di dalam tanah dipengaruhi oleh ukuran butiran tanah, bahan-bahan organic dan flora dan fauna tanah. Dalam kaitan ini maka peran hutan dapat dijelaskan sebagai berikut :

a.       ‘Biopres’ menyebabkan pertumbuhan fauna tanah yang baik serta terbentuknya lapisan beban organic.

b.      Lapisan sampah hutan (forest litter). Hal ini sangat menguntungkan karena lapisan tanah ini akan berfungsi sebagai penahan’spalshing’ dan juga sebagai penyaring. Apabila hujan turun maka, maka butir-butir hujan akan menyebabkan ‘spalshing’ pada muka tanah, sehingga butir-butir halus tanah akan lepas yang selanjutnya akan terbawa aliran. Apabila hal ini dibiarkan maka akan menyumbat pori-pori besar yang berada dipermukaan tanah yang selanjutnya menghambat masuknya air kedalam tanah. Dengan adanya lapisan sampah maka ‘spalshing’ dapat dikurangi (atau dihentikan sama sekali) dan butir-butir tanah halus yang terbawaaliran akan tersaring. Akibatnya, pori-pori tanah di permukaan masih akan tetap terpelihara besar, sehingga laju infiltrasi dapat dipertahankan. Selain itu, akibat adanya lapisan sampah tersebut kecepatan aliran limpasan diperkecil, sehingga memperbesar kesempatan untuk terjadinya infiltrasi. Demikian pula dengan makin kecilnya kecepatan aliran, berarti bahwa erosi permukaan akan sangat diperkecil.

c.       Sistem penangkaran yang terjadi karena tumbuh-tumbuhan yang ada diatasnya menyebabkan retak-retak di dalam tanah. Hal ini sangat menguntungkan karena tanah menjadi gembur, sehingga dapt menguntungkan bagi terjadinya infiltrasi yang besar. Ketersedian lapisan sampah hutan ini dapat memperbesar laju infiltrasi sampai sebesar 4 x laju infiltrasi tanpa adanya lapisan sampah. Sebagai contoh dapat disebutkan hasil penelitian di Preanger oleh Japing (1931) sebagai berikut :

Tabel. Laju Infiltrasi berbagai vegetasi

Vegetasi	Laju infiltrasi (mm/mnt)
Tanah Gundul	5,5
Hutan tanpa lapisan sampah	17,5
Hutan dengan lapisan sampah	72

Dilihat pengaruh hutan untuk penguapan dapat dikatakan bahwa makin baik kondisi hutan pada umumnya jumlah kehilangan air makin besar. Hal ini disebabkan oleh fungsi hutan yang memperbesar turbelensi angina karena surface roughness, tingginya kelembaban sehingga penguapan dari muka tanah hampirtidak dapat terjadi, dan dengan adanya system penakaran menyebabkan tingginya evapotranspirasi.

Intersepsi di daerah dengan hutan yang masih baik jelas juga relatif besar, mengingat kerapatan pohon dan kerapatan daunnya. Besar intersepsi ini dapat mencapai nilai rata-rata 15%. Jelas, dari uraian-uraian diatas bahwa peran hutan dalam memperkecil limpasan permukaan yang sangat besar, karena dengan demikian maka debit maksimum akan dapt diperkecil, sedangkan di lain pihak kandungan air tanah akan makin besar sehingga airan kecil sepanjang tahun dapat terpelihara.

4. Besaran hujan yang tercatat darialat prngukur hujan adalah besaran hujan bruto.memperhatikan siklus-hidrologi sebagai dasar analisis hidrologi, maka untuk dapat mengetahui perkiraan besaran banjir diperlukan besaran lain baik besaran hujan mangkus maupun besar kehilangan air akibat berbagai sebab seperti intersepsi,infiltasi, penguapan dan tampungan cekungan. Besar kehilangan air ini sangat dipengaruhi oleh berbagai sebab seperti jenis dan kerapatan tanaman, jenis tanah, keadaan permukaan tanah  dan sebagainya. Jadi Kehilangan air hujan ini sangat memadai karena jika factor-faktor diatas memenuhi intersepsi, infiltasi dapat berjalan normal.
5. Ada beberapa cara yang diusulkan untuk memperkirakan besar hujan mangkus, di antaranya sebagai berikut :

      Book Keeping Method

Dalam konsep ini (Shulze, 1966)DAS diandaikan sebagai suatu system yang merupakan satu tampungan (storage) dengan kapasitas tampungan sebesar S. Pada saat tertentu besar kandungan air pada umumnya lebih kecil dari pada S, sehingga dapat defisiensi sebesar d. Dalam kaitan ini dapat dilihat bahwa hujan yang turun di dalam sebauah DAS akan kehilangan sejumlah air tententu sebelum dapat mengalir sebagai limpasan. Dengan menganggap DAS sebagai sebuah tampungan (Storage S), maka apabila jumlah defiseinsi d tersebut belum terpenuhi pada dasarnya tidak akan terjadi limpasan. Jumlah defiseinsi akan dipenuhi terlebih dahulu. Selanjutnya, apabila masih terjadi hujan maka dapat terjadi limpasan yang besarnya sama dengan besar hujan yang terjadi.

      Makkink dan van Heemst

Cara ini (Schule, 1966) di kembangkan di Rottegatspolder di negeri belanda 1996. Untuk hal ini perlu diingat agihan vertical (vertical distribution) air di dalam tanah, yang pada dasarnya terbagi dalam 4 zone :

·         ‘evaporation zone’ atau ‘zone of aeration’

·         ‘intermediate belt’

·         ‘capilary zone’

·         ‘groundwater zone’ atau ‘saturationzone’

Makkink dan van Heemst memberikan butir 2 dan butir3 sebagai’transmition zone’.

Dalam konsep ini ditegaskan bahwa penguapan pada suatu permukaan hanya akan terjadi selama masih ada moisture dalam tanah. Atau dengan kata lain laj penguapan sebanding dengan kandungan air yang ada dalam tanah.

      Cara Kohler

Cara ini dikembangkan pada tahun 1957 (Schadule, 1966) yang menganggap DAS tersiri dari dua buah reservoir, yaitu reservoir I dsn reservoir II yang berada di bawah reservoir I. Kehilangan kelembaban terjadi dengan laju yang sama dengan laju evapotranpirasi potensial. Jadi, prinsip yang dikembangkan oleh makking dan van hamst juga berlaku disini. Pada dasarnya penguapan dari reservoir