Perpustakaan Digital ITB

Air infiltrasi dari permukaan tanah umumnya otomatis dianggap menjadi imbuhan airtanah, padahal sebagian air bertransformasi ke dalam fasa uap dan kembali lagi ke permukaan tanah akibat pemanasan sinar matahari. Oleh karena itu, terjadi bias dalam penentuan volume infiltrasi air yang menjadi imbuhan airtanah. Dalam hal ini, mekanisme pergerakan uap air dalam tanah dipengaruhi oleh kesetimbangan energi serta karakteristik media berpori. Sementara itu, beberapa model infiltrasi belum spesifik memasukkan prinsip kesetimbangan energi, sehingga perlu dilakukan penyempurnaan formulasi air infiltrasi yang melibatkan prinsip termodinamika. Dalam penelitian ini, persamaan aliran airtanah diformulasi-ulang melalui konsep infiltrasi positif (infiltrasi konvensional), infiltrasi negatif (evaporasi) dan infiltrasi gabungan, masing-masing dengan orientasi ke bawah, ke atas, serta kombinasi dari dua arah vertikal yang berlawanan. Model konseptual dan matematis dibangun, hingga dihasilkan formulasi infiltrasi yang melibatkan komponen termal dalam bentuk pembaharuan persamaan Richard yang kemudian disebut sebagai Modified Richard Equation (MRE). Verifikasi konsep dilakukan secara bertahap dengan pendekatan model fisik berupa alat uji kolom tanah atau Kolom Infiltrasi serta simulasi model numerik metoda beda hingga skema Crank Nicolson yang didukung oleh serangkaian pengujian laboratorium dari beberapa tempat yang berbeda. Hipotesis dalam penelitian ini telah terjawab dengan teridentifikasinya titik kadar air optimum infiltrasi sebagai titik balik gradient infiltrasi yang merupakan resultan dari gradien hidrolik dan gradien termal yang dibuktikan dalam persamaan Richard- Fajar khususnya untuk kasus infiltrasi gabungan dengan asumsi continuous flux. Lokasi titik dimana terjadi kadar air optimum dipengaruhi oleh ukuran butir media berpori yang dirancang setara dengan butiran tanah pasir, lanau dan lempung, sesuai dengan sistem klasifikasi tanah AASHTO dengan menggunakan pasir silika sebagai media berpori yang memiliki kerentanan kimiawi yang relatif rendah. Dalam hal ini, laju infiltrasi positif selalu lebih besar daripada laju infiltrasi negatif, karena proses penguapan dalam lapis media berpori terjadi pada posisi kadar air kering dan tanpa adanya pengaruh gravitasi.