Hidrologi Teknik

INFILTRASI

Infiltrasi

Infiltrasi merupakan proses masuknya air melalui permukaan tanah. Secara

sederhana besarnya nilai infiltrasi dapat dihitung dari selisih antara nilai

presipitasi (P) dan limpasan permukaan atau runoff (Qr).

Istilah-istilah

Laju infiltrasi adalah banyaknya air per satuan waktu (mm/jam, cm/jam) yang

masuk melalui permukaan tanah

Kapasitas infiltrasi, yang disebut juga dengan adalah laju maksimum air yang

dapat masuk ke dalam tanah pada suatu waktu tertentu

Sedangkan jumlah air yang terinfiltrasi dalam suatu selang waktu tertentu

disebut infiltrasi kumulatif, yang merupakan integral waktu dari laju infiltrasi

pada suatu selang waktu tertentu

Faktor-faktor yang mempengaruhi Infiltrasi

(Triatmodjo, 2010)

Genangan dan tebal lapisan jenuh

Kadar air tanah

Pemadatan oleh hujan

Penyumbatan oleh butiran halus

Penutupan dan penggunaan lahan

Topografi

intensitas hujan

sifat-sifat fisik dan hidrolika tanah

tekstur,

distribusi pori,

stabilitas agregat,

ukuran pori tanah/porositas tanah,

kemantapan pori tanah

INFILTRATION THEORY Infiltrasi dikendalikan oleh dua gaya: GRAVITASI dan KAPILARITAS.

Pori-pori kecil menghambat gravitas tetapi menarik air melalui mekanisme kapilaritas.

Laju infiltrasi dipengaruhi, al:

Sifat fisik dan hidrolika tanah

Tipe vegetasi dan tutupan lahan.

Kadar air tanah

Suhu tanah

Intensitas hujan

Air telah terinfilrasi ke dalam tanah akan berada di dalam tanah, sebagian bergerak ke lapisan lebih bawah (perkolasi) menuju akifer atau bisa terjadi bergerak di lapisan bawah tanah (sub-subsurface runoff).

Kadar air awal rendah =>infiltrabilitas tinggi

Permeabilitas rendah => infiltrabilitas rendah

Tanah berstruktur dengan banyak ruangan terbuka => infiltrabilitas tinggi

Tanah bertesktur kecil => infiltrabilitas rendah

SOIL PROFILE

DE

PT

H

INFILTRATION THEORY

SATURATION ZONE

TRANSITION ZONE

WETTING ZONE

WETTING FRONT

θsθ0

Z

θ

θf

Lf

Variation of Saturated Hydraulic

Conductivity with Soil Texture

K

Se

INFILTRATION CAPACITY Robert E. Horton (1933):

Kapasitas infiltrasi menurun cepat segera pada saat kejadian hujan dan cenderung mendekati konstan setelah beberapa jam kemudian ketika hujan masih berlangsung.

Pada awalnya air yang berinfiltrasi mengisi ruangan yang tersedia dan mengurangi gaya kapilaritas yang menarik air ke dalam pori-pori tanah

Partikel tanah liat dapat mengembang ketika membasah dan memperkecil/meyumbat pori-pori tanah sehingga infiltrasi berkurang.

Areal yang tidak terlindung hutan/tanaman/bahan organik, butiran air hujan dapat merusak struktur tanah dan partikel tanah terlepas dari permukaan tanah kemudian mengisi/menutupi pori-pori tanah permukaan yang pada akhirnya menghambat laju infiltrasi.

INFILTRABILITY CURVES

Time

Infiltra

bili

ty

Decreasing Infiltrability

Steady Infiltrability

Time

Cum

ula

tive Infiltra

tion

Soil Surface

INFILTROMETER

CONSTANT-HEAD

WATER SUPPLY

(MARIOTTE TUBE)

Buffer Zone Outer Ring Inner Ring

DOUBLE RING INFILTROMETER

Teori Horton

•Total volume infiltrasi:

Infiltration by Horton’s method

kt

cc effff 0

Contoh

Waktu (jam) t 0.0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0Kapasitas Infiltrasi (cm/jam) ft 10.40 5.60 3.20 2.10 1.50 1.20 1.10 1.00 1.00

ft-fc 9.40 4.60 2.20 1.10 0.50 0.20 0.10 0.00 0.00

log(ft-fc) 0.973 0.663 0.342 0.041 -0.301 -0.699-1.000

ft (cm/jam), model 10.40 5.37 3.03 1.95 1.44 1.20 1.10 1.04 1.02

fc 1.00

fo 10.40

1/(k.log e) 0.75

k 3.06

ft = fc + (fo-fc)exp(-kt)ft-fc =(fo-fc)exp(-kt)log(ft-fc)=log(fo-fc)-k.t.log(e)log(ft-fc)-log(fo-fc) = -k.t.log(e)

t=(-1/(k.log e)) (log(ft-fc)-log(f0-fc))

t=(-1/(k.log e)) log(ft-fc) + (-1/(k.log e)) log(f0-fc)y=mx+c

Mencari nilai k

y = -0.752x + 0.752

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000

log(ft-fc)

log(ft-fc)

log(ft-fc)

Linear (log(ft-fc))

ft = 1.000 + ( 10.40 - 1.000).exp ( 3.06.t)

ft = 1.000 + 9.40 . exp ( 3.06.t)

Hasil

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Kap

asi

tas

Infi

ltra

si (c

m/jam

)

Waktu (jam)

Kapasitas Infiltrasi

(cm/jam)

ft (cm/jam), model