LAPORAN PRAKTIKUM DASAR DASAR ILMU TANAH
ACARA 3
KONDUKTIVITAS HIDROLIKA TANAH JENUH
DI SUSUN OLEH :
NAMA : DIAH KARTIKA SARI
NPM : E1J011078
CO-ASS : - ATRI NOPRI JAYANTI
-HENRI GUNAWAN
SHIFT/TANGGAL:KAMIS/JAM
08.00
LABORATORIUM
ILMU TANAH
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
BENGKULU
2012
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Konduktivitas hidrolika tanah merupakan kemampuan
tanah untuk melewati air. Kemampuan ini berlaku pada dua kondisi, yaitu pada
saat semua pori-pori terisi oleh air ( tanah jenu ) dan ketika hanya sebagian
dari pori-pori yang terisi air ( tanah tak jenuh ). Dalam hal ini, laju konduktivitas hidrolika
tanah ( K-sat ) selalu lebih tingggi dari laju konduktivitas hidrolika tanah
tak jenu ( K-unsat ). Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama. Pertama, pada
tanah jenuh pengaruh gaya
gravitasi jauh lebih dominan dibandingkan pada tanah tak jenuh. Kedua, ukuran
pori-pori sebagai media K-sat jauh lebih besar dari ukuran pori-pori untuk
K-unsat.
Penetapan K-sat sangat penting dalam memprediksi dan
mengevaluasi berbagai proses yang berkaitan dengan pengelolan tanah dan air. Di
sektor pertanian dan kehutanan, nilai K-sat suatu jenis tanah dapat digunakan
untuk mengevaluasi mudah tidaknya tanah tersebut menghasilkan aliran permukaan ( runoff
) atau tergenang bila hujan turun. Bila nilai K-sat lebih rendah dari
intesitas hujan maka tanah tersebut cendering akan mengalami runoff dan
tererosi bila lahanya miring dan tergenang bila lahannya datar atau cekung.
Pengukuran K-sat juga penting dalam menentukan laju kehilangan air dari tubuh
tanah melalui perembesan seperti yang ditemui pada saluran irigasi dan
petak-petak sawah. Oleh sebab itu, penetapan K-sat sangat penting diilakukan di
daerah-daerah tropis yang memiliki curah hujan yang sangat tinggi.
1.2 TUJUAN PRAKTIKUM.
Tujuan dari praktikum ini adalah :
-
Menetapkan laju konduktivitas hidrolika contoh tanah
dalam keadaan jenuh
-
Membandingkan laju konduktivitas dari beberapa contoh
tanah yang digunakan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Air berada dalam lapisan tanah karena daya ruang-ruang
kosong di antara partikel tanah, adanya gaya
tarik partikel tanah terhadap air (adsorptive force) dan gaya kapiler. Gabungan kedua gaya
terakhir disebut dengan gaya
matriks. Begitu ruang-ruang kosong milai terisi air, maka gaya
matriknya mulai turun dan pada keadaan mendekati jenuh maka gaya
matriknya mendekati nol. Keadaan air pada saat gaya matriknya nol disebut
kapasitas lapang. Apabila air terus ditambahkan,meskipun ruangannya masih
tersedia, maka air tersebut akan dibiarkan terus mengalirketempat lebih
rendaholeh gaya
gravitasi. Akan tetapi apabila ada gaya luar
yang menahan gaya
gravitasi, maka air akan memenuhi ruangan kosong yang ada.
Tidak semua air yang ada didalam pori tanah dapat dipergunakan oleh tanaman.
Hal ini tergantung oleh kekuatan dalam menarik air antara akar dengan partikel
tanah. Pada kondisi jenuh, air didalam pori
tanah diikat sehingga memerlukan tenaga yang besar untuk melaluinya. (Suhardi,
1997)
Kemampuan tanah menyimpan air dipengaruhi oleh macam
dari ukuran diameter partikel penyusunnya. Partikel liat mempunyai daya ikat
air lebih besar dibandingkan partikel pasir, akan tetapi tanah liat mempunyai
ruang antar partikel (pori)
lebih sempit dibandingkan tanah berpasir. Oleh karena itu, air gravitasi pada
tanah liat lebih kecil dibandingkan tanah pasir akan tetapi tanah pasir maupun
tanah liat kurang mampu menyimpan atau menyediakan air untuk tanaman. Tanah
dengan tekstur sedang (lempung) umumnya mempunyai kemampuan menyimpan dan
menyediakan air untuk tanaman lebih besar dari tanah lainnya (Seta, 1987)
Air hujan atau air irigasi yang memasuki tanah,
mula-mula menggunakan atau menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro. Air tambahan berikutnya akan
bergerak kebawah melalui proses pergerakan air jenuh. Pergerakan air jenuh
dikatakan atau ditentukan oleh dua factor, yaitu
v Daya air
yang bergerak (Driving Force)
v Kemampuan
pori melewatkan air (Hidrolic Konductivity), atau hantaran hidrolika
Hubungan kedua factor itu dengan jumlah airnya yang
bergerak tertentu pada persamaan : V = k x f. Dimana v adalah volume air
bergerak, dan f adalah daya air yang bergerak, k adalah hantaran hidrolik
Hantaran hidrolik pada tanah jenuh adalah tetap, yang
ditentukan oleh ukuran dan distribusi pori.
Daya air yang bergerak yang dikenal juga sebagai gradient hidrolik sama dengan
perbedaan tinggi antara diatas dan dibawah kolom tanah. (Sanches, 1976).
Pergerakan air jenuh tidak hanya jumlah air yang
bergerak melalui profil tanah ditentukan oleh factor sebagai berikut :
v Jumlah air
yang ditambahkan
v Kemampuan
infiltrasi permukaan tanah
v Hantaran
hidrolik horizon-horizon
v Jumlah air
yang ditahan oleh profil tanah pada keadaan kapasitas lapang
Tekstur dan struktur berbagai horizon menentukan pengaruh
keempat factor tersebut . Tanah berpasir mempunyai kemampuan infiltrasi dan
hantaran hidrolik serta daya menahan air rendah, sebaliknya tanah bertekstur
halus umumnya mempunyai perkolasi air rendah, karena penyumbatan pori oleh pembengkakan
koloid tanah serta adanya uadara yang terjepit. (Nurhayati, 1986).
Tegangan kelembaban tanah dan cepatnya aliran air
konduktivitasnya penting kaitannya dengan kandungan air tanah, contoh tanah
jenuh mempunyai dua akibat :
1) Sementara
tanah mongering atau kandungan air menurun akar tumbuhan dan jasad renik harus
mengeluarkan lebih banyak energi untuk menyerap air atau ketersediaanya.
2) Konduktivitas
air atau hantaran hidrolik atau laju perpindahan air menurun dengan tajam,
sementara tanah mongering.
Nilai konduktvitas hidrolika bernilai negatif (-)
berarti oleh karena menunjukkan bahwa air bergerak dari potensial tinggi ke
arah potenasial tinggi ke arah potensial yang lebih rendah ( Henry Darcy, 19- )
Secara umum konduktvitas hidrolik tanah dapat juga di
artikan sebagai kemampuan tanah untuk melewatkan air. Kemampuan ini berlaku
pada dua kondisi yaitu pada saat semua pori-pori terisi oleh air dan ketika
hanya sebagian tanah terisi oleh air ( anonim,2002
).
Konduktivitas hidrolika tanah jenuh ( K-sat ) pada
prinsipnya diterapkan dengan menggunakan tinggi genangan tetap yang dikenal
dengan constan head method sedangkan
lawan dari prinsip tersebut diatas adalah falling head method dimana permukaan
air di dalam alat ukur dibiarkan turun pada saat pengukuran K-sat berlangsung.
Nilai K-sat ini dihitung berdasarkan dua pendekatan yaitu dilapang dengan cara
menghitung jumlah air yang masuk ke profil tanah persatuan waktu dan di
laboratorium dengan cara menghitung jumlah air yang keluar dari contoh tanah
per satuan waktu ( Ananto, 1986 ).
BAB III
METODELOGI
- Alat dan bahan
Alat dan
bahan yang digunakan dalam praktikum adalah
-
Tanah utuh
-
Kain kasa
-
Karet
-
Alat pengukur K-sat
-
Stopwatch
-
Gelas ukur
-
Timbangan listrik
b. Cara kerja
Pengukuran
K-sat pada acara ini akan menggunakan metode constant head di laboratorium.
Adapun langkah kerjanya sebagai berikut :
-
Dibagian bawah contoh tanah utuh (ring sample) ditutup
dengan kain kasa can diikat dengan karet. Contoh tanah direndam didalam air,
hingga permukaan air berada sekitar 2 cm dibawah permukaan tanah, selama 24
samapi 36 jam ( sampai tanah jenuh )
-
Di tempatkan ring sampel kosong di atas ring sampel
yang telah diisi dengan contoh tanah lalu satukan kedua ring sampel tersebut
dengan potongan karet ban sepeda. lakukan kegiatan ini sambil contoh tanah
tetap terendam di dalam air
-
Dipindahkan contoh tanah ke rak yang tersedia, isi bak
dengan air hingga permukaanya berada 2 cm dari permukaan ring sample lalu
alirkan air ke dalam ring sampel shipon ( Pipa L ) agar ketinggian air di dalam
ring sampel konstan.
-
Ditampung air yang keluar dari bawah ring sampel
dengan gelas ukur. Sesaat setelah air keluar, dihidupkan stopwatch dan dicatat
volume air di dalam gelas ukur untuk setiap periode tertentu ( beberapa detik
sampai beberapa jam atau hingga pertambahan volume air konstan ).
-
Nilai K-sat ditentukan dengan menggunakan rumus yang
merupakan turunan dari hukum Darcy berikut :
Q = K-sat x A x dH/L atau
K-sat = Q/A x L/dH
Dimana
:
Q = Penambahan volume air yang tertampung digelas ukur
per satuan waktu (mm3/jam)
A
= Luas penampang gelas ukur (mm2)
Q/A = Penambahan tinggi permukaan air didalam gelas
ukur per satuan waktu (mm/jam)
dH = Tinggi tegangan dari permukaan tanah (mm)
L = Ketebalan contoh tanah (mm)
-
Direndaman kembali contoh tanah sebagaimana pada
langkah (1) untuk penetapan kadar lengas jenuh dan kapasitas lapang yang akan
dilakukan acara berikutnya.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
- Hasil Pengamatan
Lapisan 1
T) (mnt
|
V (ml)
|
A (cm)2
|
L (cm)
|
AH
|
K-sat
|
Kategori
|
5 mnt
|
4
|
41,83
|
4,2
|
6
|
O,0133
|
Lambat
|
10 mnt
|
9
|
41,83
|
4,2
|
6
|
0,0112
|
Lambat
|
15 mnt
|
18
|
41,83
|
4,2
|
6
|
0,0200
|
Lambat
|
20 mnt
|
30
|
41,83
|
4,2
|
6
|
0,0251
|
Lambat
|
25mnt
|
43
|
41,83
|
4,2
|
6
|
0,0287
|
Lambat
|
30 mnt
|
57
|
41,83
|
4,2
|
6
|
0,0317
|
Lambat
|
Lapisan 2
T (mnt)
|
V (ml)
|
A (cm)2
|
L (cm)
|
sAH
|
K-sat
|
Kategori
|
5 mnt
|
0
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0
|
Lambat
|
10 mnt
|
0
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0
|
Lambat
|
15 mnt
|
0
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0
|
Lambat
|
20 mnt
|
0
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0
|
Lambat
|
25 mnt
|
0
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0
|
Lambat
|
30 mnt
|
0,1
|
41,83
|
4,2
|
6,6
|
0,00005
|
Lambat
|
Perhitungan :
Lapisan I
Topsoil
Untuk t = 5 menit
=> K-sat = =
=
Untuk t = 10 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 15 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 20 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 25 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 30 menit =>
K-sat = =
=
Lapisan 2
Subsoil
Untuk t = 5 menit
=> K-sat = =
=
Untuk t = 10 menit
=> K-sat = =
=
Untuk t = 15 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 20 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 25 menit =>
K-sat = =
=
Untuk t = 30 menit =>
K-sat = =
=
b.Pembahasan
Pada praktikum ini konduktifitas hidrolika tanah jenuh
diketahui ada 2 lapisan tanah, yang pertama lapisan tanah topsoil dan yang
kedua lapisan tanah subsoil, dimana terlihat perbandingan pertambahan air yang
diserap dan pelepasan air yang berjalan atau mengalir dengan lancar. Nilai dari
laju konduktivitas hidrolika tanah jenuh ini saya ambil dengan pendekatan laboratorium yaitu dengan cara menghitung jumlah air yang
keluar dari contoh tanah persatuan waktu. Jumlah volume pada lapisan satu
selalu lebih besar yaitu 0,0133 daripada lapisan dua sehingga kecepatan
konduktivitas hidrolik tanah lebih besar lapisan satu dibandingkan dengan
lapisan dua. Hal ini menandai bahwa pada lapisan tanah bagian atas atau Topsoil
memiliki daya infiltrasi serap yang tinggi yang disebabkan karena pengaruh
struktur dan tekstur dari porositas tanah Topsoil itu sendiri.
Untuk lapisan satu masih memiliki bahan organik dan
anorganik dalam jumlah yang banyak. Lapisan satu juga memiliki tekstur tanah
yang umumnya memiliki komponen geluh sehinngga mempunyai pori-pori udara yang
banyak dan luas pori-pori yang relatif besar maka air akan dapat menempati
pori-pori ini. Hal lain yang juga diperhatikan bahwa ukuran pori-pori tanah
mempunyai ukuran dan bentuk yang amat bervariasi dan beragam sehingga jumlah
volume yang diperoleh pada lapisan satu lebih besar dari lapisan dua. Berbeda
dengan lapisan tanah yang kedua yaitu lapisan tanah subsoil, lapisan ini sangat
lambat atau susah untuk menyerap air, hal ini terjadi karena tanah tersebut
berstruktur liat, sehingga daya serapnya terhadap air sangat lambat. Pada tanah
liat memiliki gaya kohesi atau gaya tarik menarik terhadap adanya air yang
relatif tinggi sehingga pori-pori
tanahnya dapat mengikat air yang dilewati oleh air. Lapisan bawah ini memiliki
ukuran luas pori-pori yang kecil sehingga kemampuan untuk menahan air cukup
tinggi.
Menurut Nurhayati (1986), mengatakan bahwa, tanah
berpasir mempunyai kemampuan infiltrasi dan hantaran hidrolik tinggi tetapi
daya tahan air rendah, sedangkan tanah struktur halus (liat) umumnya mempunyai
perkolasi rendah, karena penyumbatan oleh pembengkakan koloid tanah serta
adanya udara yang terjepit.
. Semakin luas pori-pori tanah maka kecepatan air
masuk ke dalam tanah semakin tinggi atau cepat. Faktor ini juga yang
menyebabkan bahwa lapisan satu memiliki kecepatan konduktivitas hidrolika tanah
lebih tinggi dari lapisan dua.
VI. KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas maka dapat saya simpulkan bahwa
:
v Lapisan
satu memiliki daya penahan air yang lebih rendah jika di bandingkan dengan daya
penahan air pada lapisan dua.
v Besarnya
konduktifitas hidrolika tanah dipengaruhi oleh ketebalan tanah
v Konduktifitas
hidrolika tanah jenuh lebih tinggi jika dibandingkan dengan konduktifitas
hidrolika tanah tak jenuh
v Pada
lapisan tanah bagian atas atau Topsoil memiliki daya infiltrasi serap yang
tinggi yang disebabkan pengaruh struktur dan tekstur dari porositas tanah
Topsoil.
v Semakin
luas pri-pori tanah maka kecepatan air masuk ke dalam tanah semakin tinggi atau
cepat
Berdasarkan grafik hasil pengamatan juga saya simpulkan
bahwa antara volume dengan waktu berbanding lurus yang berarti semakin lama
waktu yang diperlukan maka volume air yang didapat semakin besar
Tidak ada komentar:
Posting Komentar