Cari Blog Ini

Senin, 02 Januari 2012

PERKOLASI


Perkolasi adalah proses mengalirnya air ke bawah secara gravitasi dari suatu lapisan tanah ke lapisan di bawahnya, sehingga mencapai permukaan air tanah pada lapisan jenuh air. Tes perkolasi ini bertujuan untuk menentukan besarnya luas medan peresapan yang diperlukan untuk suatu jenis tanah dari tempat percobaan. Semakin besar daya resap tanah, maka semakin kecil luas daerah peresapan yang diperlukan untuk sejumlah air tertentu. Mengingat setiap daerah memiliki jenis tanah yang berbeda maka daya resap tanahnya juga akan berbeda pula.


Sampai saat ini sering terjadi perbedaan pendapat antara pakar Speleologi dengan Geologi dalam hal penyebutan air pada Kawasan Karst, ada yang mengatakan air tanah dan ada yang sepakat bila disebut sebagai Air Karst. Grund (1903) berpendapat bahwa air tanah pada Batu Gamping mempunyai permukaan yang teratur yang berarti didalam lapisan Batu Gamping terdapat adanya pipa–pipa yang saling berhubungan.
Pada fenomena bawah tanah sering kali kita jumpai adanya Aliran Sungai Bawah Tanah yang mengalir seperti halnya sungai-sungai yang ada dipermukaan bumi. Aliran sungai tersebut bisa berasal dari luar gua, yang dimana air permukaan yang berada di luar gua masuk kedalam Swallow Hole (Mulut Telan) dan muncul lagi ditempat yang lain bahkan biasanya sangat jauh dari lokasi Swallow Hole. Tempat keluarnya aliran sungai bawah tanah dikawasan Karst disebut Resurgence atau Karst Spring, jika kita interpretasi melalui Peta Topographi terlihat aliran sungai yang mengalir lalu menghilang/terputus. Aliran tersebut biasa disebut Vadose Stream/ Arus Vadose/ Sungai Vadose atau disebut juga aliran Allochthonous. Aliran pada sungai bawah tanah juga bisa berasal dari gua itu sendiri, dimana air yang berada di permukaan Kawasan Karst meresap masuk kedalam Kawasan Karst dan ketika didalam gua menjadi ribuan tetesan yang kemudian tertampung lalu mengalir dan membentuk sebuah aliran sungai. Aliran tersebut biasa disebut Percolation Water atau disebut juga aliran Autochtonous.

Pada umumnya air yang mengalir didalam gua terdiri dari campuran Air Vadose dan Perkolasi. Air Perkolasi dan Air Vadose memiliki perbedaan dari segi kuantitas maupun kwalitas. Air Perkolasi pada umumnya banyak mengandung CaCO3, karena Air Perkolasi meresap dan merembes secara perlahan kedalam gua sehingga mineral pada batu gamping yang didominasi oleh Calsite (CaCO3) lebih banyak terbawa. Sedangkan Aliran Vadose sangat sedikit mengandung Calsite karena bentuk aliran yang hanya numpang lewat pada sungai bawah tanah sehingga sangat singkat bersinggungan dengan mineral Batu Gamping. Air Perkolasi juga dapat dilihat dari fluktuasi suhu yang konstan sepanjang hari bahkan sepanjang tahun, sedangkan Air Vadose berfluktuasi dengan suhu diluar gua. Air vadose juga pada umumnya keruh karena material yang berasal dari luar gua ikut hanyut kedalam alirannya seperti Lumpur, pasir dan kerikil. Sedangkan pada aliran Perkolasi cukup jernih karena proses perembesan tadi sehingga air tersebut tersaring pada pori–pori Batu Gamping (Lime Stone). Pada saat turun hujan, gua yang dialiri oleh Air Vadose akan lebih cepat bertambah debitnya dan ketika hujan berenti serentak debit airnya juga menurun sampai level air sebelum hujan. Berbeda dengan Air Perkolasi, ketika diluar gua terjadi hujan lebat, debit air bertambah secara perlahan–lahan tidak secepat aliran Vadose dan ketika hujan berehenti debit air juga akan turun secara perlahan–lahan. Kita dapat menentukan jenis lorong pada gua dari segi Hidrologi. Lorong tersebut dibagi dalam 3 jenis, yaitu : Lorong Fhareatik dimana pada Lorong Fhareatik ini kondisi lorong masih sepenuhnya ditutupi oleh air dan pada umumnya memiliki dinding gua yang relative halus. Pada kondisi lorong seperti ini hanya bisa ditelusuri dengan teknik Cave Diving. Lorong Vadose, yaitu Lorong yang sebagian dari lorong tersebut dialiri air, pada lorong ini pembentukan ornament biasanya baru terbentuk pada bagian atap gua. Lorong Fosile yaitu Lorong yang kering atau sudah tidak dialiri air lagi, kemungkinan adanya perubahan pola aliran air bawah tanah, pada lorong ini pembentukan ornament sudah mencapai nol.
Pada umumnya air yang mengalir didalam gua terdiri dari campuran Air Vadose dan Perkolasi. Air Perkolasi dan Air Vadose memiliki perbedaan dari segi kuantitas maupun kwalitas. Air Perkolasi pada umumnya banyak mengandung CaCO3, karena Air Perkolasi meresap dan merembes secara perlahan kedalam gua sehingga mineral pada batu gamping yang didominasi oleh Calsite (CaCO3) lebih banyak terbawa. Sedangkan Aliran Vadose sangat sedikit mengandung Calsite karena bentuk aliran yang hanya numpang lewat pada sungai bawah tanah sehingga sangat singkat bersinggungan dengan mineral Batu Gamping. Air Perkolasi juga dapat dilihat dari fluktuasi suhu yang konstan sepanjang hari bahkan sepanjang tahun, sedangkan Air Vadose berfluktuasi dengan suhu diluar gua. Air vadose juga pada umumnya keruh karena material yang berasal dari luar gua ikut hanyut kedalam alirannya seperti Lumpur, pasir dan kerikil. Sedangkan pada aliran Perkolasi cukup jernih karena proses perembesan tadi sehingga air tersebut tersaring pada pori–pori Batu Gamping (Lime Stone). Pada saat turun hujan, gua yang dialiri oleh Air Vadose akan lebih cepat bertambah debitnya dan ketika hujan berenti serentak debit airnya juga menurun sampai level air sebelum hujan. Berbeda dengan Air Perkolasi, ketika diluar gua terjadi hujan lebat, debit air bertambah secara perlahan–lahan tidak secepat aliran Vadose dan ketika hujan berehenti debit air juga akan turun secara perlahan–lahan. Kita dapat menentukan jenis lorong pada gua dari segi Hidrologi. Lorong tersebut dibagi dalam 3 jenis, yaitu : Lorong Fhareatik dimana pada Lorong Fhareatik ini kondisi lorong masih sepenuhnya ditutupi oleh air dan pada umumnya memiliki dinding gua yang relative halus. Pada kondisi lorong seperti ini hanya bisa ditelusuri dengan teknik Cave Diving. Lorong Vadose, yaitu Lorong yang sebagian dari lorong tersebut dialiri air, pada lorong ini pembentukan ornament biasanya baru terbentuk pada bagian atap gua. Lorong Fosile yaitu Lorong yang kering atau sudah tidak dialiri air lagi, kemungkinan adanya perubahan pola aliran air bawah tanah, pada lorong ini pembentukan ornament sudah mencapai nol.
 
Air Perkolasi juga membantu dalam proses pembentukan Ornamen Gua, karena mineral yang dibawa oleh tetesan atau rembesan Air Perkolasi tidak semuanya ikut larut didalam air akan tetapi sebagian mampir dan mengendap pada atap, dinding atau lantai gua sehingga lama kelamaan akan terjadi sedimentasi mineral, maka terbentuklah ornament–ornament yang terdapat pada atap gua seperti : Soda Straw, Stalagtite, Helektite, Deflected Stalagtite dan berbagai ornament yang menggantung diatap gua. Didinding gua terbentuk Drapery, Canopy dan dilantai terbentuk Gourdam, Kalsit Floor, Rim Stone, Stalagmite dan masih banyak lagi ornament lainnya yang terbentuk di plafon, dinding dan lantai gua yang sangat indah yang merupakan fenomena lingkungan gua yang tak dapat ditemukan dunia diluar.

Perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari daerah tak jenuh (antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah) ke dalam daerah jenuh (daerah di bawah permukaan air tanah). Sedangkan Daya Perkolasi adalah laju perkolasi (Pp) yaitu laju perkolasi maksimum yang dimungkinkan dengan besar yang dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam daerah tak jenuh. Perkolasi tidak mungkin terjadi sebelum daerah tak jenuh mencapai daerah medan.
Istilah daya perkolasi tidak mempunyai arti penting pada kondisi alam karena adanya stagnasi dalam perkolasi sebagai akibat adanya lapisan-lapisan semi kedap air yang menyebabkan tambahan tampungan sementara di daerah tak jenuh.
Setelah beberapa waktu, air yang diinfiltrasi setelah dikurangi dengan sejumlah air untuk mengisi rongga-rongga tanah, akan mengalami perkolasi. Dimana adanya perkolasi kecil, akan timbul muka air tanah yang terbentuk oleh adanya lapisan semi kedap air. Tetapi dalam rechaarge buatan, perkolasi mempunyai arti penting karena dibutuhkan pada infiltrasi secara terus-menerus.
Untuk mempermudah uraian selanjutnya perlu dijelaskan pengertian beberapa istilah yang digunakan, antara lain :
• Kapasitas lapang (field capacity) adalah jumlah kandungan air maksimum yang dapat ditahan oleh tanah terhadap pengaruh gaya gravitasi.
• Soil moisture deficiency (smd) adalah jumlah kandungan yang masih diperlukan untuk membawa tanah pada “field capacity”.
• Abstraksi awal (initial abstraction) adalah jumlah intersepsi dan tampungan permukaan (depression storage) yang harus dipenuhi sebelum terjadi limpasan (overland flow).
• Intersepsi adalah air hujan yang langsung diserap oleh tanaman
• Kapasitas infiltrasi (fp) adalah laju infiltrasi maksimum yang bisa terjadi jika ada cukup air. Kapasitas ini tergantung dari kondisi permukaan, termasuk lapisan tanah yang paling atas. Satuan yang biasa digunakan adalah mm/jam.
• Laju infiltrasi (fa) adalah laju infiltrasi yang sesungguhnya terjadi yang dipengaruhi oleh intensitas hujan dan kapasitas infiltrasi.
• Kapasitas perkolasi (Pp) adalah laju perkolasi maksimum. Kapasitas perkolasi dipengaruhi oleh kondisi tanah di bawah permukaan pada daerah tak jenuh.
• Laju perkolasi (Pa) adalah laju perkolasi yang sesungguhnya terjadi. Laju perkolasi tergantung pada kondisi tanah baik, di permukaan maupun di bawah permukaan pada daerah tak jenuh. Nilainya sangat dipengaruhi oleh laju infiltrasi dan kapasitas perkolasi.

d. Infiltrasi dan Perkolasi

Proses berlangsungnya air masuk ke permukaan tanah kita kenal dengan infiltrasi, sedang perkolasi adalah proses bergeraknya air melalui profil tanah karena tenaga gravitasi. Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. Laju infiltrasi dipengaruhi tekstur dan struktur, kelengasan tanah, kadar materi tersuspensi dalam air juga waktu. Daya Perkolasi adalah laju perkolasi yaitu laju perkolasi maksimum yang dimungkinkan dengan besar yang dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam daerah tak jenuh. Perkolasi tidak mungkin terjadi sebelum daerah tak jenuh mencapai daerah medan. Istilah daya perkolasi tidak mempunyai arti penting pada kondisi alam karena adanya stagnasi dalam perkolasi sebagai akibat adanya lapisan-lapisan semi kedap air yang menyebabkan tambahan tampungan sementara di daerah tak jenuh.

Perkolasi, disebut juga peresapan air ke dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekstur tanah dan permeabilitasnya. Untuk daerah irigasi waduk Gondang termasuk tekstur berat, jadi perkolasinya berkisar 1 sampai dengan 3 mm/hari. Dengan perhitungan ini nilai perkolasi diambil sesuai eksisting sebesar 2 mm/hari.

Laju perkolasi sangat tergantung pada sifat-sifat tanah. Data-data mengenai perkolasi akan diperoleh dari penelitian kemampuan tanah maka diperlukan penyelidikan kelulusan tanah.. Pada tanah lempung berat dengan karakteristik pengolahan (puddling) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1-3 mm/hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan, laju perkolasi bisa lebih tinggi. Untuk menentukan Iaju perkolasi, perlu diperhitungkan tinggi muka air tanahnya. Sedangkan rembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul sawah.
Perkolasi juga dapat disimpulkan sebagai gerakan air kebawah dan zone yang jenuh kedalam daerah jenuh (antara permukaan tanah sampai kepermukaan air tanah).

Kelengasan tanah menyatakan jumlah air yang tersimpan di antara pori-pori tanah. Kelengasan tanah sangat dinamis, hal ini disebabkan oleh penguapan melalui permukaan tanah, transpirasi, dan perkolasi. Pada saat kelengasan tanah dalam keadaan kondisi tinggi, infiltrasi air hujan lebih kecil daripada saat kelengasan tanah rendah. Kemampuan tanah menyimpan air tergantung dari porositas tanah.

Simpanan permukaan ini terjadi pada depresi-depresi pada permukaan tanah, pada perakaran pepohonan atau di belakang pohon-pohon yang tumbang. Simpanan permukaan menghambat atau menunda bagian hujan ini mencapai limpasan permukaan dan memberi kesempatan bagi air untuk melakukan infiltrasi dan evaporasi.

Aliran bawah permukaan merupakan bagian dari presipitasi yang mengalami infiltrasi dalam tanah yang kemudian mengalir di bawah permukaan tanah dan menuju alur sungai sebagai rembesan maupun mata air.

7 komentar: