## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X

## Penilaian Kemampuan Kawasan Resapan Air
(Studi Kasus Mata Air Umbulan)
Ali Masduqi 1) , Amien Widodo 2) , Mahendra A M. 3) , Tatas 4)
1) Jurusan Teknik Lingkungan FTSP ITS, Surabaya
2) Jurusan Teknik Geofisika FTSP ITS, Surabaya
3,4) Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS, Surabaya
Email: mahendrasipil@gmail.com

## Abstract
Utilization of groundwater continues to increase, it may cause a negative impact on conditions of groundwater  and  its  environment,  like  the  reduced  quantity  and  quality,  sea  water  intrusion  and land subsidence. Umbulan Spring in Pasuruan is one of the largest water source is in East Java. Potential  is  contained  5000  liters/sec.  Land  conditions  into  catchment  Umbulan  mostly  forested with mountain topography. However, the recharge area began to change in landuse. This study is an  early  stage  identification  of  infiltration  capabilities  on  catchment  area  using  the  initial measurements  using  infiltration  double  rings.  Research  taken  at  three  points,  Village  Tosari, Lumbang, and Winongan. Based on the results of research and testing in the area of infiltration in a row at 48 mm/hr, 84 mm/hour, and 60 mm/hour.
Kata kunci: Umbulan, infiltration, double rings.

## Abstrak
Pemanfaatan  air  tanah  yang  terus  meningkat, dapat  menimbulkan  dampak  negatif  terhadap kondisi air  tanah  itu  sendiri  maupun  lingkungan  di  sekitarnya,  diantaranya  berkurangnya kuantitas dan kualitas air tanah, penyusupan air laut dan amblesan tanah. Mata Air Umbulan di Kecamatan  Winongan  Kabupaten  Pasuruan  merupakan  salah  satu  sumber  air  terbesar  yang ada  di  Propinsi  Jawa  Timur.  Potensi  yang  terkandung  pada  mata  air  tersebut  adalah  sebesar 5000  liter/detik. Kondisi  lahan  yang  menjadi  daerah  tangkapan  hujan Mata  Air  Umbulan sebagian  besar  berupa  hutan  dengan  topografi  pegunungan.  Akan  tetapi  kondisi  lingkungan yang menjadi penyokong utama terhadap kontribusi air ke Mata Air Umbulan mulai mengalami perubahan  tata  guna  lahan. Penelitian  ini  merupakan  tahap  awal  identifikasi  kemampuan resapan  daerah imbuhan  air tanah  dengan  menggunakan  metode  melakukan  pengukuran  awal menggunakan alat ukur infiltrasi double rings. Penelitian diambil di tiga titik yaitu Desa Tosari, Lumbang, dan  Winongan. Berdasarkan  hasil  penelitian  dan pengujian  di daerah  tersebut laju infiltrasi berturut-turut sebesar 48 mm/jam, 84 mm/jam, dan 60 mm/jam.
Kata kunci: Umbulan, infiltrasi, double rings.

## 1. Pendahuluan

## 1.1 Latar Belakang
Air  menopang  kehidupan  manusia, termasuk  kehidupan  dan  kesinambu- ngan  rantai  pangan  mahluk  hidup  di bumi. Oleh  karena  itu Perserikatan Bangsa Bangsa (PBB) mendeklarasikan bahwa  air  merupakan  hak  azasi  manu- sia;  artinya,  setiap  manusia  di  muka
bumi  ini  mempunyai  hak  dasar  yang sama terhadap pemakaian air.
Mata  Air  Umbulan yang  terletak  di Kecamatan Winongan Kabupaten Pasu- ruan  merupakan  salah  satu  sumber  air terbesar  yang  ada  di  Propinsi  Jawa Timur.  Potensi  yang  terkandung  pada mata  air  tersebut  adalah  sebesar  5000 liter/detik.  Kondisi  lahan  yang  menjadi

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
daerah  tangkapan  hujan Mata  Air Umbulan sebagian  besar  berupa  hutan dengan  topografi  pegunungan.  Akan tetapi kondisi lingkungan  yang menjadi penyokong  utama  terhadap  kontribusi air ke Mata Air Umbulan mulai menga- lami perubahan tata guna lahan. Pemba- lakan  liar  dan  berubahnya  lahan  hijau menjadi  areal  industri  dan  pemukiman akan  mengakibatkan  perubahan  daya resap  lahan.  Jika  pada  awalnya  tutupan lahan  berupa  hutan,  semak, dan  kawa- san hijau lainnya berubah menjadi lahan kedap  air,  maka  jumlah  air  yang menyerap ke dalam tanah akan menjadi berkurang  sehingga  debit  air  yang keluar dari Mata Air Umbulan dimung- kinkan akan berkurang.

## 1.2 Perumusan  dan  Pembatasan  Ma- salah
Penelitian awal  ini mengenai  kawasan resapan  air yang difokuskan  pada peni- liaian  kemampuan  infiltrasi  daerah tangkapan  hujan  di  Mata  Air  Umbulan. Adapun  rumusan  masalah  pada  peneli- tian  ini  adalah  bagaimanakah  kemam- puan lahan di sekitar Mata Air Umbulan dalam  meresapkan  air  hujan  yang  jatuh di atasnya?

## 1.3 Tujuan
Tujuan  dari  penelitian  ini  berkaitan dengan  latar  belakang  masalah  yang terdapat  di  lokasi  penelitian,  yaitu  me- ngetahui  kemampuan  lahan  di  sekitar Mata  Air  Umbulan  dalam  meresapkan air hujan dengan melakukan pengambi- lan data langsung di lapangan.

## 2. Metodologi

## 2.1 Klasifikasi Tanah
Menurut  kemampuan  tanah  untuk meluluskan  air, tanah  diklasifikasikan menjadi:
 Tanah pervious (lulus air)
Prosentase pori dalam tanah besar, sifat transmisi  tanah  baik,  tahanan  terhadap aliran  vertikal  kecil,  kehilangan  energi disebabkan  oleh  aliran  horizontal.  Ta- nah  jenis  ini  didominasi  oleh  partikel berbutiran  kasar.  Adanya  kandungan bahan  organik  membuat  tanah  menjadi gembur  dan  mudah  meluluskan  air. Pori-pori  dalam  tanah  dapat  terbentuk oleh  akar  tumbuhan  atau  binatang (misalnya  cacing).  Pori  macam  ini disebut 'biopores".
 Tanah  semi  pervious  (semi  lulus air)
Sifat transmisi  relatif  kurang  baik. Aliran  horizontal  sampai  dengan  jarak tertentu dapat diabaikan. Tahanan terha- dap aliran vertikal tak dapat diabaikan.
 Tanah Impervious (kedap air)
Sifat  transmisi  sangat  buruk,  tahan vertikal  besar, dan aliran  horizontal diabaikan.  Dalam  istilah  pertanian, tanah  dengan  sifat-sifat  ini  disebut "tanah  berat",  karena  pengolahannya tidak  mudah.  Pada  musim  kemarau tanah  jenis  ini  kering  dan  retak-retak. Kehilangan  air  besar  diawal  musim hujan,  namun  setelah  hujan  berlang- sung,  sulit  menyerap  air  lagi,  karena pori-pori  tanah  yang  kecil  sudah dipenuhi  oleh  air  (jenuh).  Apabila terjadi  genangan,  maka  genangan  akan bertahan  cukup  lama  apabila  evaporasi berjalan lambat.
Dalam  perhitungan  hidrologi  kondisi struktur  tanah  merupakan  salah  satu

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
faktor  yang  diperhitungkan  dalam  koe- fisien pengaliran.

## 2.2 Infiltrasi dan Perkolasi
Laju  maksimum  air  yang  dapat  berin- filtrasi  ke  dalam  tanah  kering  berku- rang,  mulai  dari  harga  tertinggi  sampai harga terendah, dan selanjutnya menca- pai konstan ± 1 a’ 3 jam dari saat awal.
Harga  yang  mendekati  harga  konstan memberikan  gambaran  mengenai  geo- metri  pori  dalam top  soil yang bervariasi  dengan  tekstur  tanah  dan sangat dipengaruhi oleh struktur tanah.
Laju  infiltrasi  untuk  beberapa jenis tanah dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Laju infiltrasi Jenis tanah Total infiltrasi setelah 3 jam (mm) Laju infiltrasi setelah 3 jam (mm/jam) Coarse  textured soil 150 – 300 15 – 20 Medium textured soil 30 – 100 5 – 10 Fine textured soil 30 – 70 1 – 5
Tanah  retak  lebih  banyak  menyerap  air (100-200  mm), tetapi  retakan  dapat tertutup  apabila  terjadi  runtuhan  tanah. Pada  laju  infiltrasi  akhir,  kondisi  sama dengan k pada keadaan jenuh.
Proses  dimana  air  meresap  masuk  atau diserap tanah, yang besarnya daya serap ini  berbeda  dilihat  dari  kondisi  tanah- nya. Tiap permukaan tanah mempunyai kapasitas peresapan (kapasitas infiltrasi) yaitu  kemampuan  maksimal  dari  tanah untuk  menyerap air  hujan  yang  jatuh diatasnya (f p ).  Syarat  dari  proses infiltrasi dinyatakan sebagai berikut:
 Bila  I  <  f p  seluruh  hujan  akan meresap  ke  dalam  tanah  (f 0 =  I),
tidak terjadi aliran permukaan.
 Bila I > f p  sebagian hujan akan meresap  ke  dalam  tanah  (f 0 =  f p ), terjadi aliran permukaan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi terja- dinya infiltrasi adalah sebagai berikut:
 ketinggian  lapisan  air  di  atas  per- mukaan tanah
 macam  tanah  (tanah  liat,  tanah berpasir dan lain sebagainya)
 banyaknya  moisture  tanah  yang sudah ada dalam lapisan tanah
 keadaan  permukaan  dan  penutup tanah
 transmisibiliti massa tanah
Dalam  suatu  daerah  aliran,  besarnya kapasitas  infiltrasi  dapat  berubah-ubah karena adanya perubahan musim. Selain diakibatkan  perubahan  musim,  peruba- han kapasitas infiltrasi juga erat kaitan- nya  dengan  perubahan  tutupan  lahan (tata  guna  lahan).  Untuk  mengetahui besarnya kapasitas infiltrasi suatu lahan dapat  dilakukan  pengukuran  dengan menggunakan alat infiltrometer.
Infiltrometer digunakan untuk menetap- kan  infiltrasi  kumulatif,  laju  infiltrasi, sorptivitas, dan kapasitas infiltrasi. Ada dua  bentuk ring  infiltrometer,  yaitu single ring infiltrometer dan double atau concentric-ring infiltrometer. Single ring  infiltrometer umumnya berukuran diameter  10-50  cm  dan  panjang  atau tinggi  10-20  cm.  Ukuran double  ring infiltrometer adalah  ring  pegukur/ring dalam  umunya  berdiameter  10-20  cm, sedangkan ring  bagian  luar  (ring penyangga/buffer  ring)  berdiameter  50

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
cm.  Untuk  tujuan  tertentu  sering digunakan ukuran ring yang lebih besar atau  lebih  kecil.  Namun  demikian, pengguaan ring  yang  terlalu  kecil  juga menyebabkan semakin tingginya tingkat kesalahan  (error)  pengukuran (Tricker, 1978).
Menurut  Sosrodarsono  dan  Takeda (1993),  penggunaan double  ring  infil- trometer (Gambar  1),  lingkaran  luar digunakan untuk  mencegah  peresapan keluar  dari  air  dalam  lingkaran  tengah setelah  meresap  ke  dalam  tanah. Ditujukan  untuk  mengurangi  pengaruh rembesan  lateral.  Oleh  karena  adanya rembesan  lateral,  sering  menyebabkan hasil  pengukuran  dari  alat  ini  menjadi tidak mudah untuk diekstrapolasikan ke dalam skala lapangan.
Gambar 1. Double Ring Infiltrometer Menurut Sosrodarsono  dan  Takeda (1993) kedua jenis alat ukur infiltrasi ini mempunyai  persoalan-persoalan  yang sama yaitu:
a. Efek pukulan butir-butir hujan tidak diperhitungkan.
b. Efek  tekanan  udara  dalam  tanah tidak terjadi.
c. Struktur  tanah  sekeliling  dinding tepi  alat  itu  telah  terganggu  pada waktu  pemasukannya  ke  dalam tanah.
Menurut  Dunne  dan  Leopold  (1978) dalam  Asdak  (2010),  dengan  cara  ini hasil  laju  infiltrasi yang  diperoleh biasanya  lebih  besar  daripada  keadaan yang berlangsung di lapangan (infiltrasi dari  curah  hujan),  yaitu  2-10  kali  lebih besar.
Pengukuran  kapasitas  infiltrasi  dilaku- kan  dengan  menggunakan single dan double  ring  infiltrometer.  Dimana kedua  alat  tersebut  terbuat  dari  baja untuk double  ring  infiltrometer diame- ter  ring  tengah  16,5  cm  serta  tinggi  25 cm, dan  ring  luar  berdiameter  27,5  cm dengan  tinggi  15  cm.  Sedangkan  untuk single ring infiltrometer merupakan ring yang  hanya  menggunakan  ring  tengah double ring infiltrometer. Cara penggunaanya sebagai berikut: a. Double  ring dimasukkan  ke  dalam tanah sampai sedalam separuh tinggi alat,  dengan  kedudukan  diusahakan tegak lurus serta tanah dalam silinder dijaga  jangan  sampai  rusak  atau pecah.
b. Untuk  menghindari  kerusakan  struk- tur  tanah  dalam  silinder,  maka  sebe- lum  dituangkan  air  terlebih  dahulu permukaan  tanah  ditutup  plastik, baru  kemudian  dituangkan  diatas plastik tersebut.
c. Sebelum  penuangan  air  pada  silin- der  tengah,  maka  silinder  luar  se- baiknya  diisi  air  terlebih  dahulu supaya  perembesan  ke  arah  luar  ter-

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
kurangi,  ring  tengah  harus  selalu terisi air saat pengamatan.
d. Setelah  diisikan  ke  dalam  ring
tengah  dengan  cepat  plastik  ditarik dan  ditambah  air  sampai  ketinggian tertentu  lalu  dibaca  skala  penurunan air setiap 15 menit sampai penurunan air dalam silinder konstan.
e. Hal tersebut dilakukan juga terhadap titik-titik  pengukuran  infiltrasi  lain- nya.

## 2.3 Daerah Resapan Air
Daerah  resapan  air  adalah  daerah yang menjadi  lokasi masuknya  air  dari permukaan  tanah ke  dalam  zona  jenuh air sehingga membentuk suatu aliran air tanah yang  mengalir  ke  daerah  yang lebih  rendah.  Daerah  ini  memiliki pada umumnya  kandungan komposisi  mineral dan komposisi garam yang lebih rendah dari daerah  luahannya  dalam  satu  aliran  air tanah  yang  sama  dan mengalami  penu- runan  tekanan  air  yang  berlawanan dengan  kenaikantekanan  air  di  daerah luahannya  dalam  satu  aliran  air  tanah yang  sama. Daerah  resapan  air  juga terdapat  perbedaan  distribusi  tumbuh- tumbuhan. Pemahaman  makna  daerah resapan air di alam setidaknya ada lima unsur  utama  sebagai  ciri  yang  harus dipenuhi  yaitu  kondisi  tanahnya poros, kemampuan  dalam  meresap  air  yang cukup tinggi, memiliki perbedaan tinggi air  tanah  yang  mencolok,  berada  pada wilayah dengan  curah hujan  cukup  tinggi >2500  mm/tahun, dan  memiliki vegetasi dengan  sistem  perakaran  yang  cukup  dalam serta memiliki pelapisan tajuk.
Dalam penilaian kawasan resapan air ini secara umum dijelaskan  dalam diagram alir seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Besarnya  laju  Infiltrasi  dapat  diperoleh dari  pengukuran  dilapangan dengan menggunakan  alat  infiltrometer. Ada- pun data hasil pengukuran laju infiltrasi selama  interval  t  =  5  menit  dari 3 titik penelitian  di Tosari,  Lumbang,  dan Winongan.
a. Desa Tosari
Desa  Tosari  terletak  di  kaki  Gunung Bromo  dengan  kondisi  lahan  relatif curam dan jenis tanah berbatu.
Besarnya  laju  infiltrasi  di  Tosari  sesuai dengan  hasil  penyelidikan  langsung  di lapangan menunjukkan nilai 4,80
cm/jam  atau  48  mm/jam  (Tabel  2 dan Gambar 3).

## Tabel  2.  Hasil  Pengukuran Laju  Infiltrasi
Desa Tosari No. T (menit) Penurunan (cm) Laju Infiltrasi (cm/jam) 1 5 3,50 42,00 2 10 3,00 36,00 3 15 3,00 36,00 4 20 2,70 32,40 5 25 2,50 30,00 6 30 2,10 25,20 7 35 1,50 18,00 8 40 1,40 16,80 9 45 1,30 15,60 10 50 1,00 12,00 11 55 0,80 9,60 12 60 0,40 4,80 13 65 0,40 4,80 14 70 0,40 4,80
b. Desa Lumbang
Pengujian  selanjutnya  adalah  di  Desa Lumbang  yang  terletak  di  hulu Mata Air  Umbulan dan  sisi  utara  Gunung Bromo.

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
START
Studi  Literatur:
 Penelitian terdahulu
 Text book terka it
 W eb
Identifikasi Permasalahan Pengumpulan Data
Data Sekunder:  Peta T opografi
 Peta T ata Guna Lahan Data Primer:  Angka Infiltrasi  Kondisi T ata Guna Lahan Analisa Data Verifikasi Hasil A nalisa Data Kesimpulan

## SELESA I
Gambar 2. Diagram alir penelitian
Tabel  3.  Hasil  Pengukuran  Laju  Infiltrasi
Desa Lumbang No. T (menit) Penurunan (cm) Laju Infiltrasi (cm/jam) 1 5 4,50 54,00 2 10 4,50 54,00 3 15 4,00 48,00 4 20 3,50 42,00 5 25 3,50 42,00 6 30 3,00 36,00 7 35 1,50 18,00 8 40 1,30 15,60 9 45 1,00 12,00 10 50 1,00 12,00 11 55 0,90 10,80 12 60 0,70 8,40 13 65 0,70 8,40 14 70 0,70 8,40
Nilai  laju  infiltrasi yang  diperoleh  dari pengujian  dengan  ring  infiltrometer  di Desa  Lumbang  adalah  sebesar  8,40 cm/jam  atau  84 mm/jam (Tabel  3  dan Gambar  4).  nilai  tersebut  lebih  besar daripada  nilai  di  Desa  Tosari  disebab- kan  karena  kondisi  geologi  titik pengambilan  sampel di  Desa  Lumbang merupakan  daerah  agak  berpasir,  tutu- pan lahan berupa semak dan kemiringan lahan  yang  relatif  curam  sehingga  laju infiltrasi yang terjadi relatif besar.

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
Gambar 3. Grafik Laju Infiltrasi di Tosari
Gambar 4. Grafik laju infiltrasi di Lumbang
c. Desa Winongan
Desa  Winongan  merupakan lokasi terdekat  dengan Mata  Air  Umbulan dengan kondisi lahan berupa aluvial dan tutupan  lahan  vegetasi  budidaya.  Titik pengambilan  nilai  laju  infiltrasi  ketiga
ini dimaksudkan untuk mengetahui nilai laju infiltrasi yang berada di dekat mata air  sebagai  perbandingan  dengan  titik pengamatan lain yang mengambil lokasi di hulu Mata Air Umbulan (Tabel 4 dan Gambar 5).

## Jurnal APLIKASI
ISSN.1907-753X
Tabel  4.  Hasil  Pengukuran  Laju  Infiltrasi
Desa Winongan No. T (menit) Penurunan (cm) Laju Infiltrasi (cm/jam) 1 5 2,50 30,00 2 10 2,50 30,00 3 15 2,00 24,00 4 20 2,00 24,00 5 25 1,50 18,00 6 30 1,50 18,00 7 35 1,50 18,00 8 40 1,25 15,00 9 45 1,00 12,00 10 50 0,50 6,00 11 55 0,30 3,60 12 60 0,50 6,00 13 65 0,50 6,00 14 70 0,50 6,00
Nilai  laju  infiltrasi  yang  diperoleh  dari pengujian  dengan  ring  infiltrometer  di Desa  Winongan  adalah  sebesar  6 cm/jam  atau  60 mm/jam.  Nilai  tersebut lebih  kecil  daripada  nilai  di  Desa Lumbang  disebabkan  karena  kondisi geologi  titik  pengambilan  sampel  di Desa  Winongan  merupakan  daerah tanah  aluvial,  tutupan  lahan  berupa
tanaman  budidaya  dan  kemiringan lahan relatif datar sehingga laju infiltra- si  yang  terjadi  tidak  sebesar  daerah yang curam.

## 4. Simpulan
Berdasarkan  rangkaian  penelitian  yang telah  dilakukan,  didapatka  beberapa hasil yang dapat memberikan gambaran mengenai  kondisi  resapan Mata  Air Umbulan.  Adapun  hal  yang  dapat disimpulkan  dari  hasil  analisa  adalah sebagai berikut:
a. Lokasi  penelitian  untuk  menentukan resapan Mata  Air  Umbulan adalah Desa  Tosari  yang  terletak  di  kaki Gunung  Bromo  dan  merupakan  hulu Mata  Air  Umbulan,  Desa  Lumbang (tengah-tengah antara Gunung Bromo  dengan Mata  Air  Umbulan), dan Desa Winongan yang merupakan lokasi  terdekat  dengan Mata  Air Umbulan.
Gambar 5. Grafik laju infiltrasi di Winongan

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
b. Hasil  pengujian  di  lapangan  menun-
jukkan  nilai  laju  infiltrasi  di  Tosari sebesar  48  mm/jam,  Desa  Lumbang 84  mm/jam,  dan  Desa  Winongan  60 mm/jam.
c. Nilai  infiltrasi  Desa  Tosari  menun- jukkan  gambaran  bahwa  daerah  ter-
sebut  memiliki  kemampuan  resapan yang  cukup  baik  sehingga  dapat menjadi penyangga Sub CAT Umbulan. Namun kondisi kelerengan yang  cukup  curam  menyebabkan daerah  tersebut  relatif  tidak  dapat menyimpan  air  tanah  dalam  jumlah besar  karena  aliran  air  tanah  akan terakumulasi  ke  cekungan  di  daerah bawah.  Nilai  infiltrasi  Desa  Lum- bung  dan  Winongan  menunjukkan kemampuan  daerah  tersebut  sangat baik.  Daerah  tersebut  merupakan daerah  dataran  yang  tersusun  oleh material  dari  endapan  aluvial sungai dengan potensi air tanah  yang cukup besar.
Berdasarkan hasil pengujian nilai infiltrasi  yang  telah  dilakukan  di lapangan dapat disimpulkan bahwa nilai infiltrasi ditentukan oleh stuktur geologi dan kemiringan lahan.

## Daftar Pustaka
Asdak,  Chay., (2010). Hidrologi  dan Pengelolaan  Daerah  Aliran  Sungai, Jakarta:  Gadjah  Mada  University Press Seyhan. (1990). Dasar-Dasar Hidrologi,
Yogyakarta:  Gadjah  Mada  Univer- sity Press Sosrodarsono,  Suyono  dan  Takeda,
Kensaku. (1993). Hidrologi  untuk
Pengairan,  Jakarta:  Pradnya  Para- mitha
Tricker, Alan S., The Infiltration Cylin- der:  Some  Comments  on  Its  Use. Journal Hydrology., 36: 383 - 391

## Jurnal APLIKASI ISSN.1907-753X
Halaman ini sengaja dikosongkan