LAJU INFILTRASI TANAH DIBERBAGAI KEMIRINGAN

LERENG HUTAN PENDIDIKAN GUNUNG WALAT,

KABUPATEN SUKABUMI JAWA BARAT

LINGGA BUANA

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2017

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Laju infiltrasi tanah

diberbagai kemiringan lereng Hutan Pendidikan Gunung Walat, Kabupaten

Sukabumi Jawa Barat, adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi

pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi

mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan

maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2017

Lingga Buana

NIM E14110072

ABSTRAK

LINGGA BUANA. Laju Infiltrasi Tanah Diberbagai Kemiringan Lereng

di Hutan Pendidikan Gunung Walat, Kabupaten Sukabumi Jawa Barat. Dibimbing oleh HENDRAYANTO.

Infiltrasi merupakan proses masuknya air secara vertikal ke dalam tanah

melalui pori–pori di permukaan tanah. Semakin tinggi kemampuan infiltrasi suatu

tanah maka akan semakin rendah aliran permukaan yang terjadi. Kemiringan

lereng suatu lahan dapat mempengaruhi ketersediaan air dalam tanah. semakin

besar nilai kemiringan lereng maka semakin ketersediaan air lebih rendah.

Penggunaan model untuk menentukan nilai laju infiltrasi sangat diperlukan guna

memprediksi nilai laju infiltrasi di satu lahan. Model Kostiakov dan Horton

merupakan beberapa model yang bisa digunakan untuk menduga nilai laju

infiltrasi. Perbedaan kemiringan lereng di Hutan Pendidikan Guning Walat

mempengaruhi nilai laju infiltrasi. Laju infiltrasi paling tinggi ada pada

kemiringan lereng 8%-15% yaitu 0,08 cm/menit dengan klasifikasi sangat cepat.

laju infiltrasi paling rendah yaitu pada kemiringan lereng 25%-40% yaitu sebesar

0.04 cm/menit. Model Horton yang dioptimalkan (optimized) lebih baik dari

Model Kostiakov dalam memnduga laju infiltrasi di tanah tempat penelitian di

Hutan Pendidikan Gunung Walat.

Kata kunci : infiltrasi, model infiltrasi, kemiringan lereng

ABSTRACT

LINGGA BUANA. Soil Infiltration Rate on Different Slope Steepness in

Gunung Walat Education Forest, Sukabumi Regency, West Java. Supervised by

HENDRAYANTO

Infiltration is the process by which water soaks into the soil vertically

through pore spaces on the ground surface. The higher infiltration capacity of the

soil will make the lower surface runoff occurs. The slope of the land can affect the

availability of the groundwater. The higher slope of the land will make the lower

availability of the groundwater. The use of a model to estimate the soil infiltration

rate is necessary such as The Kostiakov Model and The Horton Model. The slope

of the land in Gunung Walat Education Forest affect the the soil infiltration rate.

The highest infiltration rate is on the land with the slope 8% to15% that is 0,08

cm/minute and classified into very fast rate, while the lowest infiltration rate is on

the land with slope 25% to 40% that is 0.04 cm/minute. The optimized Horton

model is better than the Kostiakov Model in estimating the soil infiltration rates on

Gunung Walat Education Forest.

Keywords: Infiltration, Infiltration Models, Slope.

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kehutanan

pada

Departemen Manajemen Hutan

LAJU INFILTRASI TANAH DIBERBAGAI KEMIRINGAN

LERENG HUTAN PENDIDIKAN GUNUNG WALAT,

KABUPATEN SUKABUMI JAWA BARAT

LINGGA BUANA

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2017

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas

segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini

dilaksanakan sejak bulan September-Oktober 2015 yang mengkaji mengenai laju

infiltrasi pada berbagai kemiringan lereng.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Hendrayanto MAgr

selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran serta masukan kepada

penulis. Selain itu, penghargaan penulis sampaikan kepada direksi beserta seluruh

staf dan karyawan Hutan Pendidikan Gunung Walat yang telah menerima penulis

untuk melakukan penelitian. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Andrian

Hermawan SHut, Robby D Febriana SHut, Elsa Puji Haryati SHut, , Dinda Wahyuni

SHut, Galih Citra Yogyanti SHut, Navisa Qurotu Aini SPi dan Siska Ermalia SKpm

yang telah membantu selama pengumpulan data dan memberikan support kepada

penulis. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak, Ibu, seluruh

keluarga, serta teman-teman atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.

Bogor, Agustus 2017

Lingga Buana

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi

PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

Latar Belakang .................................................................................................... 1

Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2

Manfaat Penelitian ............................................................................................... 2

METODOLOGI ...................................................................................................... 2

Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................. 2

Bahan dan Alat .................................................................................................... 2

Pengolahan Data .................................................................................................. 3

Data hasil pengukuran ..................................................................................... 3

Model infiltrasi ................................................................................................ 3

Klasifikasi laju infiltrasi ...................................................................................... 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 5

Perhitungan laju infiltrasi dengan menggunakan model Kostiakov dan Horton . 7

Hasil Optimasi Nilai K pada Model .................................................................... 8

Uji Ketelitian Model ............................................................................................ 8

SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 9

Simpulan .............................................................................................................. 9

Saran .................................................................................................................... 9

Daftar Pustaka ......................................................................................................... 9

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 11

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Klasifikasi laju infiltrasi ........................................................................ 4

Tabel 2 Rata-rata laju infiltrasi observasi pada kemiringan lereng 0%-8%,

8%-15%, 15%-25%, 35%- 40% dn >40% ................................................. 6

Tabel 3 Standar devias i kapasitas infiltrasi (cm/menit) pada kemiringan

lereng 0%-8%, 8%-15%, 15%-25%, 35%- 40% dn >40% ........................ 8

Tabel 4 Persamaan model infiltrasi Kostiakov dan Horton ............................... 8

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Grafik Laju Infiltrasi Observasi (Pengukuran) .................................. 6

Gambar 2 Hasil pengukuran laju infiltrasi dengan model (a) Kostiakov

dan (b) Horton .............................................................................................. 7

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Infiltrasi merupakan proses masuknya air melalui permukaan tanah.

Infiltrasi merupakan salah satu dari proses siklus hidrologi yang memegang

peranan penting dalam mengendalikan aliran permukaan dan ketersediaan air

tanah. Infiltrasi selain dipengaruhi oleh sifat tanah juga dipengaruhi oleh

penggunaan lahan, kemiringan permukaan tanah, dan intensitas hujannya.

Infiltrasi di setiap penggunaan lahan dapat berbeda bila sifat-sifat fisik tanahnya

berbeda. Penggunaan lahan yang berbeda menunjukkan perbedaan tutupan

vegetasi dan setiap jenis vegetasi memiliki sistem perakaran yang berbeda serta

menghasilkan sumber bahan organik tanah dengan jumlah yang berbeda. Hal ini

dapat menyebabkan terjadinya perbedaan karakteristik sifat fisik tanah di berbagai

penggunaan lahan. Air hujan yang diinfiltrasikan tidak seluruhnya terus mengalir

ke bagian bawah tanah, tetapi ada yang ditahan oleh partikel tanah sebagai

kelembaban tanah yang berperan penting bagi pertumbuhan tanaman (Utaya

2008).

Hutan mempunyai peran yang sangat penting dalam siklus hidrologi

karena dapat mengurangi jumlah dan intensitas hujan yang sampai di tanah,

meningkatkan kapasitas infiltrasi tanah melalui sistem perakaran dan aktivitas

mikro organisme, sehingga dapat mengurangi jumlah laju aliran permukaan dan

erosi (Hardjowigeno 2003).

Laju infiltrasi pada berbagai kondisi lapangan penting untuk diketahui

besaranya sebagai dasar bagi perencanaan penggunaan lahan dalam kerangka

pengendalian aliran permukaan, banjir maupun bagi pertumbuhan optimal

tanaman. Pengukuran infiltrasi membutuhkan waktu, tenaga dan biaya yang tidak

sedikit (Ritawati et al. 2012). Dalam kerangka meminimalkan pengukuran

infiltrasi dan untuk keperluan simulasi infiltrasi pada berbagai kondisi lapangan

dikembangkan model-model pendugaan infiltrasi (Green and Ampt 1911, Richard

1931, Kostiakov 1932, Horton 1933, Philip 1957)

Penentuan model infiltrasi yang sesuai untuk suatu daerah perlu diketahui,

sebelum analisis lainnya dilakukan. Dua pendekatan pemodelan infiltrasi yang

paling banyak digunakan hingga saat ini ialah model empiris dan model analitik.

Model analitik lebih sukar dalam penyelesaiannya, sehingga banyak orang yang

lebih memilih model empiris. Model empiris ini terdapat dua pendekatan yang

berbeda, yaitu pendekatan fungsi waktu (time dependent model) dan fungsi

kelembaban tanah (Dhalhar, 1972). Di antara model infiltrasi yang termasuk time

dependent model ialah model Horton, model Kostiokov, dan model Philip.

Model yang digunakan pada penelitian ini adalah model Kostiakov dan

Horton. Kostiakov merupakan model empiris yang berasal dari data yang diamati

baik dilapangan maupun di laboratorium dan model Horton yang merupakan

model semi empiris yang berasal dari bentuk sederhana persamaan hipotesis pada

laju infiltrasi kumulatif (Uloma et al 2014).

Penggunaan model yang tepat tentunya sangat mempengaruhi hasil dari

dugaan laju infiltrasi pada suatu kawasan. Untuk itu, dilakukan optimasi model

menggunakan Solver Command agar model yang didapatkan menjadi lebih akurat.

2

Hasil dari fitting tersebut akan didapatkan model yang paling optimal untuk

menduga laju infiltrasi di Hutan Pendidikan Gunung Walat. Penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui laju infiltrasi di berbagai kemiringan lahan di Hutan

Pendidikan Gunung Walat (HPGW) dan model pendugaan infiltrasi yang terbaik

yang dapat digunakan d lokasi penelitian. Hutan Pendidikan Gunung Walat dipilih

sebagai lokasi penelitian, mengingat HPGW memiliki topografi beragam, selain

keragaman penutupan lahan dan jenis tanah.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan besaran laju infiltrasi pada

berbagai kelas kemiringan lereng dan mendapatkan model infiltrasi (model

Kostiakov versus model Horton) yang sesuai untuk diterapkan di Hutan

Pendidikan Gunung Walat.

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai besar laju

infiltrasi tanah pada kelas kemiringan lereng dan model yang sesuai digunakan di

Hutan Pendidikan Gunung Walat, sebagai dasar bagi perbaikan pengelolaan

HPGW dalam kerangka memberikan mafaat hidrologi HPGW yang lebih optimal.

METODOLOGI

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada hutan tanaman pinus (Pinus merkusii) Hutan

Pendidikan Gunung Walat, Kabupaten Sukabumi Jawa Barat pada bulan

September-Oktober 2015.

Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah air, sedangkan

alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, Double Ring Infiltrometer,

Penggaris, Ember, Stopwatch, Alat tulis, Plastik, Alat pengukur kemiringan

lereng (Abney level), GPS, Laptop dengan Software office Word, Excel, dan

Kamera untuk dokumentasi.

Pengukuran laju infiltrasi dilakukan pada lima kelas kemiringan lereng

yaitu: kelas 0%-8%, 8%-15%, 15%-25%, 25%-40%, >40%. Pengukuran infiltrasi

di setiap kelas kemiringan lereng dilakukan tiga kali sebagai ulangan. Jarak antar

lokasi pengukuran minimal 5 meter. Setiap ulangan pada setiap ulangan adalah

sebanyak tiga kali.

Pengukuran laju infiltrasi menggunakan metode penggenangan. Alat yang

digunakan adalah ring infiltometer tipe double berukuran diameter ring luar 30 cm

dan diameter ring dalam 15 cm. pengukuran dilakukan dengan langkah-langkah

sebagai berikut: