A. Pengertian Infiltrasi

Infiltrasi ialah air hujan atau air irigasi yang melalui permukaan tanah dan membasahi

bagian tanah yang trlatif kering merupakan salah satu proses alamiah dasar. Habitat tanaman

darat mencakup zona tanah basah yang bersiklus atau tetap (Marshall and Holmes, 1988).

Menurut Asdak, 2002, infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah

hujan) masuk ke dalam tanah. Dengan kata lain, infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah

sebagai akibat dari gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gaya gravitasi (gerakan air ke

arah vertikal). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah

yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi.

Secara ringkas, proses terjadinya infiltrasi melibatkan tiga proses yang tidak saling

berkaitan (Asdak, 1995):

1. Proses masuknya air hujan melalui pori

2. Tertampungnya air hujan tersebut dalam tanah

3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping dan atas)

Infiltrasi beragam secara terbalik denga lengas tanah. Hal ini terjadi dalam tiga cara yaitu:

kandungan air yang meningkat mengisi pori dan mengurung kapasitas tanah untuk infiltrasi air

selanjutnya, bila hujan membasahi suatu permukaan tanah yang kering, gaya kapiler yang kuat

diciptakan yang cenderung untuk menarik air kedalam tanah dengan laju yang jenuh lebih tinggi

dibandingkan laju yang dihasilkan dari gaya grafitasi saja, meningkatkan air tanah yang

menyebabkan pengembangan koloid dan mengurangi ruang pori (Subagyo, 1990).

Laju maksimal gerakan air masuk ke dalam tanah dinamakan kapasitas infiltrasi.

Kapasitas infiltrasi terjadi ketika internsitas hujan melebihi kemampuan tanah dalam menyerap

kelembaban tanah. Sebaliknya, apabila intensitas hujan lebih kecil daripada kapasitas infiltrasi,

maka laju infiltrasi sama dengan laju curah hujan. Laju infiltrasi umumnya dinyatakan dalam

satuan yang sama dengan satuan intensitas curah hujan, yaitu milimeter per jam (mm/jam).

Ketika air hujan jatuh di atas permukaan tanah, tergantung pada kondisi biofisik

permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah

melalui pori-pori permukaan tanah. Proses mengalirnya air hujan ke dalam tanah disebabkan

oleh tarikan gaya gravitasi dan gaya kapiler tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya

garavitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Dibawah pengaruh gaya gravitasi, air

hujan mengalir vertikal ke dalam tanah melalui profil tanah.

Pada sisi yang 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 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 lebih kering.

Ada tiga cara untuk menentukan besarnya infiltrasi (Knapp, 1978), yakni:

a. Menetukan beda volume air hujan buatan dengan volume air larian pada percobaan

laboratorium menggunakan simulasi hujan buatan.

b. Menggunakan alat infiltrometer.

c. Teknik pemisahan hidrograf aliran dari data aliran air hujan.

B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Infiltrasi

Air yang diabsorbsi oleh tanah digunakan untuk meningkatkan kelembaban tanah. Laju

infiltrasi dan kapasitasnya akan berubah-ubah, hal tersebut terjadi karena beberapa faktor, yaitu

(Arsyad, 1989):

1. Ukuran pori

Ukuran pori dalam suatu tanah ditetapkan dalam porositas aerasi, semakain besar

ukuran pori maka air akan semakin mudah masuk dan udara akan lebuh mudah keluar.

Porositas non kapiler terjadi pada tanah dengan diamater pori kurang dari 0,06 mm. Ukuran

pori yang besar berada pada tanah yang memiliki tekstur kasar atau pada tanah dengan

agregasi butir-butir primer.

2. Kemantapan pori

Kapasitas infiltrasi hanya dapat terpelihara jika porositas semula tetap tidak terganggu

selama terjadinya hujan. Tanah yang mudah terdispersikan akan tertutup porinya sehingga

kapasitas infiltrasi cepat menurun, sedangkan pada tanah dengan agregasi tetap (kemantapan

porinya tetap) maka kapasitas infiltrasi akan cenderung meningkat.

3. Kandungan air

Laju infiltrasi terbesar terjadi ketika kandungan air pada tanah berada dalam keadaan

rendah (tak jenuh), sehingga air hujan diserap secara besar-besaran untuk menstabilkan

kelembaban tanah, setelah kelembaban tanah terpenuhi laju infiltrasi menjadi konstan.

4. Profil tanah

Sifat berbagai lapisan suatu profil tanah akan menentukan masukan air, pada tanah

yang terdapat pada horizon A dan B kapasitas infilrasinya cenderung lebih tinggi.

Selain ke empat faktor di atas Kiotoka Morri dan kawan-kawan (1987) menjelaskan

faktorfaktor yang akan mempengaruhi laju infiltrasi pada suatu lahan, berikt faktor-faktor

tersebut:

1. Dalamnya genangan air diatas permukaan air tanah dan tebalnya lapisan yang jenuh.

Air genangan di lekukan permukaan tanah masuk kedalam tanah, terutama disebabkan

oleh gravitasi yang bekerja pada air tersebut. Mengingat ruang-ruang lapisan tanah di dekat

permukaan telah jenuh, maka air itu jatuh melalui pipa-pipa halus yang panjangnya sama

dengan tebal lapisan yang jenuh (l). Tekanan air yang bekerja di ujung atas setiap pipa halus

itu adalah sama dengan dalamnya genangan air (D), jadi jumlah tekanan yang menyebabkan

aliran adalah (D l). Mengingat air yang mengalir melalui pipa-pipa halus itu menemui

tahanan (gaya geser) yang sebanding dengan l, maka infiltrasi hampir tidak berubah. Variasi l

mempengaruhi gaya luar air yang jatuh dan jika besar dibandingakan dengan D, maka

tahanan air yang jatuh adalah besar tetapi jika l dan D sama, maka pada permukaan curah

hujan, air mudah masuk kedalam tanah karena gaya luar adalah besar jika dibandingkan

dengan tahanan itu. Hal tersebut menyebabkan tingginya laju infiltrasi pada awal hujan.

2. Kelembaban tanah

Besarnya kelembaban tanah pada lapisan teratas sangat dipengaruhi laju infiltrasi.

Potensial kapiler bagian bawah lapisan tanah yang menjadi kering (oleh evaporasi) kurang

dari kapasitas menahan air normal akan meningkat jika lapisan teratas di basahi oleh curah

hujan. Peningkatan potensial kapiler ini, bersama-sama dengan gravitasi akan mempercepat

infiltrasi.

Bila kekurangan kelembapan tanah diisi oleh infiltrasi, maka selisih potensial kapiler

akan menjadi kecil. Pada waktu yang bersamaan kapasitas infiltrasi pada permulaan curah

hujan akan berkurang tiba-tiba, yang disebabkan oleh pengembangan bagian koloidal dalam

tanah. Jadi kelembapan tanah itu adalah sebagian dari sebab pengurangan tiba-tiba dari laju

infiltrasi.

3. Pemampatan oleh curah hujan

Gaya pukulan butir-butir hujan mengurangi kapasitas infiltrasi, karena oleh pukulan-

pukulan itu butir-butir halus di permukaan lapisan teratas akan terpencar dan masuk kedalam

ruang-ruang antara, sehingga terjadi efek pemampatan. Permukaan tanah yang terdiri dari

lapisan bercampur lempung akan sangat menjadi impermeable oleh pemampatan butir-butir

hujan tersebut. Tetapi tanah pasiran tanpa bahan-bahan yang lain tidak akan dipengaruhi oleh

gaya hujan itu.

4. Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus

Kadang-kadang dalam keadaan kering banyak bahan-bahan yang halus yang

diendapkan di atas permukaan tanah. Jika infiltrasi terjadi maka bahan halus akan masuk

kedalam tanah bersama air itu. Bahan-bahan ini akan mengisi ruang-ruang dalam tanah yang

mengakibatkan penurunan kapasitas infiltrasi. Hal ini merupakan juga sebuah faktor yang

menurunkan laju infiltrasi selama curah hujan.

5. Pemampatan oleh orang dan hewan

Pada bagian lalu lintas orang atau kendaraan, permeabilitas tanah berkurang karena

struktur butir-butir tanah dan ruang-ruang berbentuk pipa yang halus telah dirusakkannya,

contohnya ialah kebun rumput yang banyak memelihara hewan, lapangan permainan dan

jalan tanah. Benda ataupun makhluk hidup yang melewati lahan atau tanah akan

menyebabkan pemadatan akibat gaya berat yang diberikan karena pengaruh gravitasi.

Pemadatan tersebut menyebabkan terjadinya penurunan jumlah pori dalam tanah, sehingga

akan berpengaruh terhadap laju infiltrasi.

6. Struktur tanah

Lubang dalam tanah yang di gali oleh binatang-binatang yang kecil dan serangga, akar-

akar tanaman yang mati, mengakibatkan permeabilitas yang tinggi. akan tetapi mengingat

jenis tanah ini sangat pekak terhadap gaya pemampatan curah hujan maka sering kali harga f

itu tiba-tiba berkurang selam curah hujan.

7. Tumbuh-tumbuhan

Jika permukaan tanah tertutup oleh pohon-pohon dan rumput-rumputan maka infiltrasi

dapat dipercepat. Tumbuh-tumbuhan bukan hanya melindungi permukaan tanah dari gaya

pemampatan curah hujan, tetapi juga lapisan humus yang terjadi mempercepat pengaliran-

pengaliran serangga dan lain-lain. Pada tanah yang tercampur lempung yang tidak tertutupi

oleh tumbuh-tumbuhan, lapisan teratas akan termampatkan oleh curah hujan, penyumbatan

dengan bahan-bahan halus. Tetapi jika tanah itu ditutupi oleh lapisan daun-daunan yang

jatuh, maka lapisan itu akan mengembang dan akan menjadi sangat permeable.

8. Udara yang terdapat di dalam tanah

Pada tanah yang sangat datar, infiltrasi yang terjadi dengan kecepatan yang sama akan

diperlambat oleh udara yang tertekan, karena air yang masuk membentuk sebuah bidang

datar yang menghalang-halangi udara keluar.

9. Lain-lain

Besar kapasitas infiltrasi ditentukan oleh faktor-faktor tersebut diatas secara bersama-

sama. Beberapa faktor diantaranya mengakibatkan perbedaan kapasitas infiltrasi dari tempat

ke tempat dan faktor-faktor yang lain mengakibatkan variasi infiltrasi menurut waktu. Faktor

tumbuh-tumbuhan mempengaruhi variasi infiltrasi menurut tempat dan waktu. Disamping

faktor-faktor di sebut diatas, maka pengurangan kelembaban tanah oleh transpirasi oleh

tumbuh-tumbuhan, variasi kekentalan air dalam ruang-ruang tanah akibat suhu tanah, efek

pembekuan (didaerah dingin) dan lain-lain adalah faktor-faktor yang mempengaruhi

kapasitas infiltrasi.

C. Alat

Infiltrometer merupakan suatu tabung baja silindris pendek, berdiameter besar (suatu batas

kedap air lainnya) yang mengtari suatu daerah dalam tanah. Infiltrometer konsentrik yang

merupakan tipe biasa, terdiri dari dua cincin konsentrik yang diletekkan kedalam permukaan

tanah. Kedua cincin tersebut digenangi (karena itu disebut infiltrometer tipe genang) secara terus

menerus untuk mempertahankan tingi konstant. Masing-masing penambahan air untuk

mempertahankan tinggi konstant ini hanya diukur (waktu dan jumlah) pada cincin bagian dalam.

Bagian luar digunakan untuk mengurangi pengaruh batas dari tanah yang sekitarnya yang lebih

kering. Kalau tidak air yang berinfiltrasi yang dapat menyebar secara lateral di bawah permukaan

tanah (Subagyo, 1990).

Alat infiltrometer yang biasa digunakan adalah jenis infiltrometer ganda (double ring

infiltrometer), yaitu satu infiltrometer silinder ditempatkan di dalam infiltrometer silinder lain

yang lebih besar. Infiltrometer silinder yang lebih kecil mempunyai ukuran diametr sekitar 30 cm

dan infiltrometer yang lebih besar mempunyai ukuran hingga 50 cm. Pengukuran hanya

dilakukan terhadap silinder yang kecil. Silinder yang lebih besar berfungsi sebagai penyangga

yang bersifat menurunkan efek batas yang timbul oleh adanya silinder. Cara pengukuran

infiltrasi dengan double ring infiltrometer relatif mudah pelaksanaannya, tetapi dengan cara ini

hasil laju infiltrasi yang diperoleh biasanya lebih besar daripada keadaan yang berlangsung di

lapangan (infiltrasi dari curah hujan), yaitu 2 10 kali lebih besar (Dunne dan Leopold, 1978).