ANALISIS INFILTRASI 3 MODEL (HORTON, PHILIP,GREEN AMPT)

ANALISIS INFILTRASI 3 MODEL

            Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Perlokasi merupakan kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Infiltrasi juga merupakan proses aliran air yang masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (aliran air ke arah lateral) dan gravitasi (gerakan air  ke arah vertikal). Laju infiltrasi biasanya dinyatakan dalam millimeter per jam (mm/jam). Kapasitas Infiltrasi adalah kurva batas yang menggambarkan laju peresapan air maksimum dengan waktu untuk jenis tanah tertentu (termasuk jenis penutup tanahnya).

            Faktor-faktor penentu infiltrasi diantaranya tekstur dan struktur tanah, persediaan air awal (kelembaban awal), kegiatan biologi dan unsur organik, jenis dan kedalaman seresah, dan tumbuhan bawah tanah atau tajuk penutup tanah lainnya. Secara teoritis, bila kapasitas infiltrasi tanah diketahui, volume air larian dapat dihitung dengan cara mengurangi besarnya curah hujan dengan air infiltrasi di tambah genangan air oleh cekungan permukaan (surface detention) dan air intersepsi. Sementara laju infiltrasi ditentukan oleh jumlah air yang tersedia di permukaan tanah, sifat permukaan tanah, dan kemampuan tanah untuk mengosongkan air di atas permukaan tanah.laju infiltrasi bisa berkurang dengan dipengaruhi bertambahnya kelembaban tanah yang menyebabkan butiran tanah berkembang sehingga menutup pori-pori tanah dan aliran air ke bawah tertahan oleh gaya tarik butir-butir tanah.

            Infiltrasi sendiri dapat di hitung dengan menggunakan model-model analisis infiltrasi diantaranya Greeen Ampt, Horton dan Philip. Ketiga teori ini merupakan model konseptual yaitu yang menganalogikan proses infiltrasi sebagai faktor terinterasi dengan aspek hidrologi lain.

1. Model Horton

Pada model Horton, dia menyatakan bahwa kapasitas infiltrasi berkurang seiring dengan bertambahnya waktu hingga mendekati nilai konstant. Penurunan kapasitas infiltrasi ini lebih di kontrol oleh faktor yang beroperasi di permukaan tanah dibanding dengan proses aliran air di dalam tanah. Faktor ini sendiri berperan dalam pengurangan laju infiltrasi seperti penutupan retakan tanah oleh koloid tanah dan pembentukan kerak tanah, penghancuran struktur permukaan lahan, dan pengangkutan partikel halus di permukaan tanah opleh tetesan air hujan.Horton juga menyatakan pada kondisi hujan yang melebihi kemampuan tanah dalam menyerap air akan menyebabkan laju infiltrasi akan konstan. bertambahnya waktu dan intensitas hujan yang stabil maka kecepatan tanah dalam menyerap air tersebut akan berkurang seiring kemampuan tanah dalam menyerapnya.

Persamaan Horton:

f = fc + (f₀-f_c) e^(-kt) ; i ≥ fc dan k = konstan

Keterangan :

f  : laju infiltrasi nyata (cm/h)

fc : laju infiltrasi tetap (cm/h)

fo : laju infiltrasi awal (cm/h)

k : konstanta geofisik

Kelebihan       

1.   Rapat dilakukan dengan program spreadsheet sederhana,  hanya berdasarkan data-data yang tersedia.

2.   Pengukuran infiltrasi yang dilakukan dengan infiltrometer pada model Horton akan menghasilkan data yang relatif lebih tinggi. Hal ini dikarenakan selama pengukuran infiltrasi dengan ring infiltrometer, selalu dapat lapisan air dengan ketinggian konstan pada permukaan tanah. Adanya tekanan lapisan air tersebut akan menambah kecepatan laju infiltrasi.

Kelemahan

penentuan parameter f0, fc, dan k dan ditentukan dengan data-fitting. Secara teori fc, konstan untuk suatu jenis dan lokasi tanah tertentu, tetapi akan bervariasi pada setiap intensitas hujan yang tidak sama. Kesulitan Horton menentukan hubungan f₀, fc dan k dengan sifat-sifat dari daerah alirannya. Hasil yang di dapat tidak cukup akurat.

Penjelasan

model ini sangat simpel dan lebih cocok untuk data percobaan. Untuk teori Horton sendiri secara garis  besar mengemukakan laju infiltrasi dengan bertambahnya waktu akan konstan seiring dengan kemampuan daya serap tanah.

 2. Model Philip (Tanah Dua Lapis)

Pada satu seri dari papernya, Philip memperkenalkan analisis dari infiltrasi. Dia menyatakan bahwa proses infiltrasi terjadi dalam dua tahap.

Tahap pertama adalah infiltrasi awal (early time infiltration) dan tahap kedua adalah infiltrasi waktu kemudian (late time infiltration).

berdasarkan persamaan Fokker-Planck, atau persamaan aliran untuk tanah homogen dengan kadar lengas tanah awal dan suplai air yang berlebihan dipermukaan.

F = 0,5 S  + K.t

f = 0,5 S  + K

Keterangan :

F          = Infiltrasi kumulatif

f           = laju ifiltrasi (cm/h)

S          = Sportivity (cm/h)

K          = konduktivitas daya hidrolik (cm/h)

t         = interval waktu (s).

Parameter  S dan C merupakan fungsi difusi air tanah awal dan kadar air permukaan dari tanah atau konstanta yang dipengaruhi oleh faktor tanah dan kelembaban tanah mula-mula. Rumus laju infiltrasi mengandung peubah atau konstanta yang dipengaruhi kondisi lokal, penggunaan persamaan Philiip mudah dicari di lapangan. Dua kondisi dari persamaan Philip mewakili akibat dari gaya kapiler tanah dan gaya gravitasi, berturut-turut. Untuk arah mendatar tanah, gaya kapiler tanah hanya gaya yang membawa air ke dalam lubang-lubang kecil.

Kelebihan

            Dalam model Philip terdapat konstanta yang dipengaruhi kondisi lokal, sehingga persamaanya mudah diterapkan di lapangan.

Kekurangan

            Laju infiltrasi yang di dapat tidak sesuai dengan kenyataanya dikarenakan data yang digunakan berdasarkan data yang telah ada sebelumnya. Data tersebut belum tentu sama dengan keadaan sekarang.

Ada tiga cara untuk mengukur besarnya infiltrasi yakni: menentukan beda volume air hujan buatan dengan volume air larian pada percobaan laboratorium, menggunakan alat infiltrometer, teknik  pemisahan hidrograf aliran dari data aliran air hujan.