## H YDRAULIC C ONDUCTIVITY O F P EATLAND W ITH B OUWER A ND R ICE

## (1 976 ) O NE T EST W ELL
S IFAT F ISIK T ANAH D I K AWASAN C AGAR A LAM B UKIT T ANGKILING , B UKIT B ATU , P ALANGKA R AYA , K ALIMANTAN T ENGAH K ONDUKTIVITAS H IDROLIK G AMBUT D ENGAN M ETODE B OUWER A ND R ICE
(1 976 ) S ATU S UMUR U JI
Lola Cassiophea 1 , Vontas Alfenny Nahan 2
1) Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan, FKIP, Universitas Palangka Raya
2) Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, FKIP, Universitas Palangka Raya Jl. H.Timang Tunjung Nyaho Palangkaraya Kode Pos 73112
Email: lola.cassiophea@ptb.upr.ac.id

## ABSTRACT
This research aims at finding the hydraulic conductivity of the peatland on the location of canal blocking at the Bukit Tunggal subdistrict Jl. Cilik Riwut Km.13 Palangka Raya. It has been known that the hydraulic conductivity  of  the  peatland  is  different  from  the  ones  from  mineral  soil.  Peat  soil  consists  of  organic materials with high concentration which come from degradation of plants, in submerged and anaerobic conditions. In this research a well is built with 0,2m, 0,4m, 0,6m dan 0,7m deep in which the hydraulic conductivity will be calculated for each depth. The results shows that the hydraulic conductivity values are 7,823 x 10-7 ms-1, 6,3890 x 10-7 ms-1, 5,698 x 10-6 ms-1, dan 1,717 x 10-7 ms-1, respectively. These results are in accordance with the passed research in hydraulic conductivity values. Therefore, it can be concluded that the value of hydraulic conductivity is getting smaller when the depth of soil is increasing. It  is  because  the  maturity  level  of  peat  is  different  in  different  depth.  More  depth  means  denser  the peat is. Therefore, lesser K value is found in deeper peat with lesser porosity.
Key words : Peat, Hydraulic Conductivity , Bouwer-Rice Method

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai konduktivitas hidrolik di tanah gambut di sekitar lokasi sekat kanal di  Kelurahan  Bukit  Tunggal  jl.  Cilik  Riwut  Km.  13.  Seperti  yang  telah  diketahui,  nilai  konduktivitas  hidrolik  tanah gambut berbeda dengan tanah mineral. Gambut berisi bahan organik dengan konsentrasi tinggi yang berasal dari tanaman-tanaman yang telah membusuk sebagian atau keseluruhan, dengan kondisi terendam air dan anaerobik. Pada penelitian ini dibuat sumur dengan kedalaman 0,2m, 0,4m, 0,6m dan 0,7m dan dihitung nilai konduktivitas hidrolik untuk tiap kedalaman tersebut. Hasil penelitian menunjukkan nilai konduktivitas pada kedalaman tersebut berturut- turut adalah sebesar 7,823 x 10 -7 ms -1 , 6,3890 x 10 -7 ms -1 , 5,698 x 10 -6 ms -1 , dan 1,717 x 10 -7 ms -1 dengan rata-rata sebesar 5.407 x 10 -7 . Hasil penelitian ini telah sesuai dengan penelitian-penelitian sebelumnya  tentang  nilai  konduktivitas  hidrolik  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai  konduktivitas hidrolik  memang  akan  semakin  kecil  seiring  dengan  bertambahnya  kedalaman.  Hal  ini  dikarenakan tingkat kematangan gambut yang berbeda. Semakin dalam, tingkat dekomposisi gambut semakin tinggi. Hal ini menyebabkan  porositas tanah berkurang, sehingga  pori-pori yang terdapat dalam gambut akan semakin  sedikit.  Oleh  karena  itu,  nilai  K  akan  semakin  kecil  dikarenakan  permeabilitas  gambut  yang berkurang.
Kata Kunci : Gambut, Konduktivitas Hidrolik, Bouwer-Rice Method

## PENDAHULUAN
Kalimantan  Tengah  dikenal  memiliki  karakteristik wilayah  hutan  rawa  gambut  tebal  yang  sebagian  besar terdiri  dari  bahan  organik  (gambut  mentah)  yang diperkirakan seluas 6,8 juta ha [1].  Pada musim kemarau, hutan  rawa  gambut  tersebut  menjadi  sangat  kering  dan sensitif  terhadap  kebakaran.  Dengan  keadaan  ini,  maka kebakaran  lahan  dan  hutan  rawa  gambut  bukan  hanya menjadi  ancaman  utama  bagi  kelestarian  hutan  rawa gambut  beserta  satwa  liar  dalamnya  tetapi  juga  bagi kehidupan  maupun  kesehatan  masyarakat  lokal  di
Kalimantan Tengah. Gambut berisi bahan organik dengan konsentrasi  tinggi  yang  berasal  dari  tanaman-tanaman yang telah membusuk sebagian atau keseluruhan, dengan kondisi terendam air dan anaerobik. Gambut mempunyai fungsi  hidrologi  yaitu  pengatur  kandungan  kadar  air  dan mengendalikan  fluktuasi  air  sepanjang  musim  yang berbeda.  Hal  ini  menunjang  fungsi  dasar  dari  gambut termasuk  pengaturan  aliran  air,  mencegah  kebakaran gambut,  mempertahankan  unsur  hara  dari  gambut, penyediaan  air  bersih,  dan  menjaga  keanekaragaman hayati  yang  sangat  unik  dan  kaya  tetap  lestari.  Lahan
gambut  harus  selalu  memiliki  kelembaban  dan  harus selalu basah agar dapat terus terjaga. Air yang keluar dari lahan gambut akibat kanalisasi ataupun pembukaan lahan dengan  cara  dibakar  dapat  memicu  bencana  kekeringan dan  lahan  gambut  rentan  terbakar  secara  luas.  Beberapa cara    pembasahan    gambut    sudah    dilakukan    untuk mengatasi    lahan  gambut  yang  mengalami  kekeringan berlebihan  akibat  pembangunan  kanalisasi  secara  masif dan  akibat  dari  pembukaan  lahan  dengan  cara  dibakar. Dalam  penelitian  ini  kami  ingin  mencoba  alternatif teknologi  yang  lain  untuk  pembasahan  gambut.  Salah satunya  yaitu  dengan  penyekatan  kanal  dengan  tujuan untuk  mempertahankan  tinggi  muka  air  minimal  setinggi 0,4  m  dari  permukaan  tanah.  Setelah  sekat  kanal terbangun  tindakan  selanjutnya  adalah  melakukan penelitian  berapa  nilai  konduktivitas  hidrolik  dari  tanah lokasi sekat kanal dibangun.
Kapasitas  tanah  untuk  memungkinkan  air  melewati masa tanah disebut permeabilitas (konduktivitas hidrolik) [2].  Pergerakan  air  di  dalam  tanah  ditentukan  oleh besarnya  konduktivitas  hidrolik  (K).  Air  di  dalam  tanah memiliki  tekanan  dari  beban  air  di  atasnya.  Jika  terdapat kekosongan atau penurunan tekanan akibat pengambilan air  dalam  tanah,  maka  air  di  dalam  masa  tanah  akan mengalir ke tekanan yang lebih rendah.
Slug  test adalah  salah  satu  dari  beberapa  metode yang  sesuai  untuk  konduktivitas  hidrolik  [3].  Metode Hvorslev  (1951)  dan  Bouwer  dan  Rice  (1976)  adalah metode yang paling umum diterapkan dalam analisis slug test  [4],  dan  yang  pertama  digunakan  secara  luas  dalam studi  gambut  [5].  Waktu  yang  dibutuhkan  hingga  air kembali pada keadaan setimbang sangat tergantung pada kondisi  gambut  di  sekitar  daerah  perforasi  [6].  Kendala dari  metode  ini  di  antaranya  gangguan  potensi  gambut saat  instalasi  pipa  sumur  atau  penyumbatan  daerah perforasi oleh bahan organik. Diperlukan perawatan yang lebih untuk memastikan bahwa gambut di sekitar daerah perforasi  dapat  merepresentasikan  gambut  yang  tidak terganggu di sekitarnya.
Slug  test dilakukan  pada  aquifer  tidak  tertekan, sejumlah  volume  air  ditambahkan  atau  dikeluarkan  dari sumur untuk kemudian diukur perubahan muka air tanah. Asumsi  pada  metode  ini  adalah:  (1)  formasi  aliran isotropik  sehubungan  dengan  konduktivitas  hidrolik,  (2) aliran  di  atas  muka  air  tanah  diabaikan,  (3)  penarikan  air di sekitar sumur diabaikan, (4) penurunan tekanan saat air memasuki sumur diabaikan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Km 13 Kelurahan Bukit Tunggal, Palangka Raya.
Metode Pengukuran
Pengukuran konduktivitas hidrolik pada penelitian ini dilakukan  dengan  menggunakan  metode  slug  test,  yaitu dengan  memasukkan slug ke  dalam  sumur  uji  yang  akan
menambah  volume  air  atau  mengangkat slug dari  sumur uji  yang  akan  mengurangi  volume  air,  dan  mencatat pemulihan  ketinggian  muka  air  ke  kondisi  setimbang dengan  water  table.  Kemudian  dibuat  sumur  dengan kedalaman 0,6 m dimana nilai konduktivitas hidrolik akan dicari pada kedalaman 0,2m, 0,4 m dan 0,6m Perhitungan  konduktivitas  hidrolik  menggunakan  metode
Bouwer dan Rice adalah sebagai berikut [7]:
………………………………… (1) dimana: K = konduktivitas hidrolik Re = radius efektif rw =  radius  daerah  perforasi  dari  pusat sumur hingga dinding akuifer rc = radius sumur pada water table
L = tinggi daerah perforasi pada sumur y0 =  tinggi  muka  air  setimbang  dengan water table
yt = tinggi muka air pada saat t
t =  waktu  yang  dibutuhkan  hingga  air kembali setimbang D = ketebalan unconfined akuifer H
= kedalaman sumur

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode slug  test menggunakan  data  ketinggian muka  air  yang  kemudian  diolah  untuk  mendapatkan nilai Yt, yaitu selisih antara ketinggian muka air pada saat t dan ketinggian  muka  air  setimbang.  Nilai  Yt  kemudian diplotkan  dengan  waktu  dalam  bentuk  logaritmik  dan diberi garis lurus untuk mendapatkan nilai Y0 dan t.
Pada  saat  memplotkan  nilai  Yt  dan  t,  akan didapatkan  garis  lurus  ganda.  Garis  lurus  pertama  (AB) lebih  curam  dibandingkan  dengan  garis  lurus  kedua  (BC). Garis AB  lebih  curam  disebabkan  oleh  zona  yang  sangat permeable di  sekitar  sumur,  yang  dengan  cepat mengirimkan  air  ke  dalam  sumur  setelah slug diangkat. Kemudian,  ketika  tingkat  air  di  zona permeable sekitar telah  dialirkan  ke  dalam  sumur,  aliran  mulai  melambat sehingga garis BC kurang curam jika dibandingkan dengan garis  AB.  Nilai  Y0  ditentukan  dari  perpotongan  garis  BC dengan Yt  pada saat  t  =  0.
Nilai  t  ditentukan  dari  perpotongan  garis  BC dengan  t  pada  saat  Yt  =0.001.  Nilai  kedua  parameter tersebut kemudian didapatkan dengan metode interpolasi.
Nilai  parameter  dan  hasil  pengukuran  konduktivitas hidrolik  pada  4  kedalaman  sumur  di  lahan  gambut  dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1 Nilai parameter yang digunakan pada pengukuran konduktivitas hidrolik menggunakan slug test pada setiap sumur Parameter Kedalaman Sumur (m) (0,2) (0,4) (0,6) rc  (m) 0,06 0,06 0,06 Le (m) 0,3 0,3 0,3 rw  (m) 0.061 0.061 0.061 D (m) 1,5 1,5 1,5 H (m) 0,2 0,4 0,6 ln (Re/rw) 1,719 1,719 1,719 Y0 15 15 15 Yt 0,3 0,3 0,3 t (detik) 28800 28800 28800
Sumber: Penelitian 2022
Ket:
rc   = jari-jari pipa bagian dalam;
Le   = tinggi daerah perforasi; rw  = jari-jari pipa bagian luar; D   = ketebalan unconfined akuifer;
H = tinggi muka air dari dasar sumur hingga keadaan setimbang;
Y0   = tinggi  muka air setimbang dengan
water table ;
Yt   = tinggi muka air pada saat t; t      =  waktu  yang  dibutuhkan  hingga  air Kembali setimbang.
Tabel 2  Konduktivitas hidrolik horisontal pada tiap kedalaman sumur
Sumur Konduktivitas Hidrolik (ms -1 ) 0,2 7,823 x 10 -7 0,4 6,389 x 10 -7 0,6 5,698 x 10 -7 0,7 1,717 x 10 -7
Tabel  2  memperlihatkan  nilai  K  dari  lahan  gambut adalah  (7,823  x  10 -7 ),  (6,389  x  10 -7 ),(  5,698  x  10 -7 ),  dan (1,717 x 10 -7 ).
Nilai  konduktivitas  hidrolik  dalam  literatur  ilmiah berkisar  antara  10 -8 ms -1 hingga  10 -3 ms -1 [8].  Pada penelitian  yang  dilakukan  oleh  Hogan  pada  Juli  hingga Oktober 2003 di Saskatchewan, Kanada, nilai K dari lahan
gambut untuk  kedalaman  1  m  adalah  sebesar  6.11  x  10 -6 ms -1 [9].
Ronkanen  dan  Klove  [10]  melakukan  penelitian mengenai  konduktivitas  hidrolik  gambut  pada  setiap kedalaman  di  hutan  gambut  Kompsasuo  dan  Ruka, Finlandia. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Nilai K di hutan gambut Kompsasuo dan Ruka, Finlandia [10] Kedalaman dari permukaan tanah (m) Konduktivitas Hidrolik (ms -1 ) Kompsasuo Ruka 0.1 1.9 x 10 -3 1.0 x 10 -3 0.2 1.6 x 10 -3 5.5 x 10 -4 0.3 1.7 x 10 -3 4.8 x 10 -4 0.4 1.8 x 10 -3 3.7 x 10 -4 0.5 9.6 x 10 -4 3.5 x 10 -4 0.6 1.9 x 10 -4 5.8 x 10 -5
Jika dibandingkan antara nilai K pada penelitian yang dilakukan Hogan di Saskatchewan (pada kedalaman 1 m = 6.11  x  10 -6 ms -1 )  dan  penelitian  di  hutan  Kelurahan  Bukit
Tunggal (pada kedalaman 1,5 m = 1,717 x 10 -7 ms -1 ), maka hasil  penelitian  ini  telah  sesuai  dan  dapat  disimpulkan bahwa  nilai  konduktivitas  hidrolik  akan  semakin  kecil
seiring  dengan  bertambahnya  kedalaman.  Hal  ini dikarenakan  tingkat  kematangan  gambut  yang  berbeda. Semakin  dalam,  tingkat  dekomposisi  gambut  semakin tinggi.  Hal  ini  menyebabkan  porositas  tanah  berkurang, sehingga  pori-pori  yang  terdapat  dalam  gambut  akan semakin  sedikit.  Oleh  karena  itu,  nilai  K  akan  semakin kecil dikarenakan permeabilitas gambut yang berkurang.
Pengaruh Nilai Bulk Density Terhadap Nilai Konduktivitas Hidrolik Gambut
Nilai  rata-rata bulk  density pada  gambut  Kelurahan Bukit Tunggal sebesar 1.273 g cm -3 [11]. Melling et al . [12] melakukan  penelitian  di  Loagan  Bunut  National  Park, Malaysia,  dan  mendapatkan  nilai bulk  density sebesar 0,0759 g cm -3 , dengan konduktivitas hidrolik sebesar 3,79 x  10 -7 ms -1 .  Jika  dibandingkan  dengan  lokasi  penelitian  di Kelurahan  Bukit  Tunggal,  nilai bulk  density gambut Katingan  lebih  kecil  dari  nilai bulk  density gambut  di Loagan  Bunut  National  Park.  Sementara  itu,  nilai konduktivitas hidrolik Kelurahan Bukit Tunggal lebih besar dari  nilai  konduktivitas  hidrolik  di  Loagan  Bunut  National Park.  Hal  ini  sesuai  dengan  pernyataan  Lewis  et  al.  [13] bahwa  semakin  besar  nilai bulk  density maka  nilai konduktivitas  hidrolik  akan  semakin  kecil  dikarenakan sedikitnya  rongga  dalam  tanah,  yang  akan  menghambat pergerakan air.

## KESIMPULAN
Nilai  konduktivitas  hidrolik  gambut  dari  sumur kedalaman  0,2m,  0,4m,  0,6  m  dan  0,7m  berturut-  turut adalah  sebesar  7,823  x  10 -7 ms -1 ,  6,3890  x  10 -7 ms -1 , 5,698  x  10 -6 ms -1 ,  dan  1,717  x  10 -7 ms -1 dengan rata-rata sebesar  5.407  x  10 -7 .  Nilai  K  akan  berkurang  seiring dengan  bertambahnya  kedalaman  gambut.  Nilai  K  yang didapat umumnya lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai  K  pada  gambut  subtropis,  sementara  seharusnya gambut  tropis  memiliki  nilai  K  yang  lebih  besar  dari gambut subtropis. Nilai K dengan vegetasi berupa pohon- pohon  lebih  tinggi  jika  dibandingkan  dengan  nilai  K  pada vegetasi  berupa  semak-semak.  Hal  ini  dikarenakan aktivitas  akar  pada  pepohonan  lebih  tinggi  dari  aktivitas akar  serabut  pada  semak-semak,  sehingga  permukaan  di bawah pepohonan memiliki pori-pori yang lebih besar dan nilai  K  yang  lebih  tinggi.  Nilai  K  memiliki  korelasi  negatif dengan bulk  density .  Semakin  besar bulk  density maka nilai  K  akan  semakin  kecil,  begitu  juga  sebaliknya. Pengukuran  konduktivitas  hidrolik  pada  lahan  gambut sebaiknya dilakukan dengan pengambilan titik lokasi yang lebih banyak dan dilakukan beberapa ulangan pada setiap sumur agar nilai standard error yang diperoleh lebih kecil. Alat  yang  digunakan  untuk  merekam  data  ( water  logger ) dipasang  dengan  interval  waktu  pengambilan  data  yang lebih  kecil  sehingga  nilai  konduktivitas  hidrolik  yang
didapat menjadi lebih akurat.

## SARAN
Pengukuran  konduktivitas  hidrolik  pada  lahan gambut  sebaiknya  dilakukan  dengan  pengambilan  titik lokasi yang lebih banyak dan dilakukan beberapa ulangan pada  setiap  sumur  agar  nilai standard  error yang diperoleh lebih kecil. Alat yang digunakan untuk merekam data  ( water  logger )  dipasang  dengan  interval  waktu pengambilan  data  yang  lebih  kecil  sehingga  nilai konduktivitas hidrolik yang didapat menjadi lebih akurat.

## DAFTAR PUSTAKA
Bouwer H, and Rice RC. 1976. A slug test for determining hydraulic  conductivity  of  unconfined  aquifers  with completely  or  partially  penetrating  wells.  Water Resources Research. 12(3)
Letts  MG,  Roulet  NT,  Comer  NT,  Skarupa  MR,  Verseghy DL.  2000.  Parameterization  of  peatland  hydraulic properties  for  the  Canadian  Land  Surface  Scheme. Atmosphere-Ocean 38(1): 141-160.
Hogan  JM.  2006.  Hydrologic  behaviour  and  hydraulic properties  of  a  patterned  fen  in  Saskatchewan. Journal of Environments.
James  J.  Butler  Jr., Carl  D.  McElwee, Wenzhi  Liu  (1995)
Improving  the  Quality  of  Parameter  Estimates Obtained  from  Slug  Tests,  Graoundwater,  Vol.  34, Issue 3
Ronkanen AK, Klove B. 2005. Hydraulic soil properties of peatlands trating municipal wastewater and peat harvesting runoff. Suoseura-Finnish Peatland Society. 56(2): 43-56
Boehm V, Frank J. 2008. Peat dome measurements in tropical peatlands of Central Kalimantan with a high- resolution airborne laser scanner to achieve digital elevation models. 13th International Peat Congress 8 to 13 June 2008, Tullamore, Ireland.
Melling L, Katimon A, Joo GK, Uyo LJ, Sayok A, Hatano R.
2007. Hydraulic conductivity and moisture characteristics of tropical peatland – preliminary investigation. Proceedings of Soils Science Conference of Malaysia 2007, Sarawak.
Lewis C, Albertson J, Xu X, Kiely G. 2011. Spatial variability of hydraulic conductivity and bulk density along a blanket peatland hillslope. Hydrol. Process. Doi: 10.1002/hyp.8252.
Prabandini, G. (2016). Pengukuran Konduktivitas Hidrolik Gambut Dengan Menggunakan Metode Slug Test (Studi Kasus: Katingan, Kalimantan Tengah).
Departemen Geofisika Dan Meteorologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. Bogor.