LAPORAN
PRAKTIKUM
DASAR-DASAR ILMU TANAH (DDIT)
ACARA
III
KONDUKTIVITAS
HIDROLIKA TANAH JENUH
GILANG
SETIAWAN
NPM.E1J012031
SHIFT
JUM’AT (14.00-16.00WIB)
CO-ASS
:
ATRI
NOPRIJAYANTI
MELISA
YULIENSI
LABORATORIUM ILMU TANAH
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BENGKULU
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Air adalah bagian dari bumi yang berbentuk
cairan yang berada di dalam tanah ataupun di permukaan tanah. Saat hujan air
masuk ke dalam tanah melalui pori-pori tanah yang ada. Setiap tanah memiliki
ukuran pori-pori yang berbeda tergantung jenis tanahnya. Pasir memiliki
pori-pori tanah yang besar jika dibandingkan dengan tanah liat dan berdebu.
Sehingga, pasir dapat mengalirkan air lebih cepat dari pada tanah berdebu dan
berliat.
Konduktivitas merupakan kemampuan suatu benda
untuk menghantarkan partikel-partikel yang melewatinya. Hidrolika erat
kaitannya dengan air. Jadi, konduktivitas hidrolika adalah kemampuan tanah
untuk melewatkan air. Kemampuan ini berlaku pada dua kondisi, yaitu saat semua
pori-pori terisi air dan sebagian
pori-pori terisi air. Ketika semua pori-pori terisi air disebut tanah jenuh,
sedangakan saat sebagian pori-pori tanah terisi oleh air disebut tanah tak
jenuh. Pengetahuan tentang konduktivitas hidrolika pada sektor pertanian dan
kehutanan sangat penting, karena untuk mengevaluasi mudah tidaknya tanah
menghasilkan aliran permukaan atau tergenang bila turun hujan. Hal ini
menetukan cara pengolahan yang dilakukan pada tanah tersebut. Tanah yang baik
adalah saat hujan tanah tidak tergenang dan tidak kekeringan saat musim
kemarau.
Oleh karena itu, pengamatan tentang
konduktivitas hidrolika tanah jenuh dilakukan agar dapat memprediksi dan mengevaluasi pengolahan tanah
dan air.
1.2
Tujuan
Tujuan
dari praktikum ini adalah menetapkaan laju konduktivitas
hidrolika berbagai contoh dalam keadaan jenuh dan Membandingkan laju konduktiovitas
hidrolika dari beberapa contoh tanah yang digunakan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Air
adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang
diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi
hampir 71% permukaan bumi. Air diperlukan untuk kelangsungan proses biokimiawi
organisme hidup, sehingga sangat essensial(Wulan, 2011).
Menurut Hardjowigeno (1992)
bahwa air terdapat dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh massa tanah,
tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik.
Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi,
kohesi, dan gravitasi. Kadar air maksimum
suatu jenis tanah ditentukan oleh daya hisap matriks atau partikel tanah,
kedalaman tanah dan pelapisan tanah (Hakim, 1986).
Parameter
atau ukuran yang dapat menggambarkan kemampuan tanah dalam melewatkan air
disebut sebagai konduktivitas hidrolik (hydraulic conductivity). Tingkat
kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah.
Oleh karena itu, konduktivitas hidroliktanah dibedakan menjadi 2, yakni
konduktivitas hidrolik dalam keadaan jenuh dan dalam keadaan tidak jenuh. Ada
beberapa metode laboratorium yang bisa digunakan untuk menempatkan
konduktivitas hidrolik taanah dalam keadaan jenuh, diantaranya : (1) metode
tinggi air konstan/ constan head method, (2) metode tinggi air konstan /
constan head soil core/tank method, (3) metode tinggi air terjun di dalam
tangki/falling head soil core/tank method, dan (4) metode aliran air dalm
kondisi kesetimbangan /steady flow soil column method. Pemilihan suatu metode
ditentukan oleh berbagaai faktor seperti : ketersediaan alat, sifat alami
tanah, ketersediaan contoh tanah, dan kemampuan dan penegtahuan dari pelaku
percobaan (Kurnia,2006).
Dalam
konduktivitas hidrolik tanah terdapat permeabilitas dimana permeabilitas
tersebut diukur dengan metode ukur
falling head dimana sampel tanah diberikan suatu kolom air dengan ketinggian
head tertentu. Kemudian waktu dan jarak
jatuh permukaan kolom air tersebut diukur, sehingga akan diperoleh nilai
permeabilitas dalam satuan jarak perwaktu. Tentu saja ada hitungan khusus
sesuai dengan alat yaang dipergunakan dalam pengukuran. Satu perlakuan yang
harus dilakukan sebelum tanah diuji dengan falling head adalah penjenuhan.
Penjenuhan disini artinya tanah harus dibuat dalam keadaan jenuh air, dimaana
seluruh pori-pori makronya harus terisi air. Cara penjenuhan cukup mudah,
tetapi karena penjenuhan harus terjadi secara alami tanpa ada gaya yang
diberikan untuk memasukkan air kedalam tanah selain sedikit perbedaan heaad,
waktu yang dibutuhkan akan bervariasi untuk setiap sample yang berbeda dari 24
jaam sampai beberapa hari bahkan beberapa minggu. Caranya denagn memasukkan
contoh tanah yaang sudah dipersiapkan denagn tabung-tabung untuk pengejian
permeabilitas, kedalam air sampai permukaan air dalam wadah perendaman tersebut
berada di atas permukaaan sampel tersebut.. Setelah sampel tanah menjadi jenuh
pengujian permeabilitas dapat dilakukan. Untuk pengujian ini akan diperlukan
beberapaa alat yang paling penting adalh stopwatch, mistar, baki dan loyang
serta air destilat beserta tabung plastik untuk memasukka air. Untuk menghitung
hasil pengujian perlu diketahui ketinggian air dari lubang air pada silinder luar tabung pengujian
permeabilitas ketinggian awal pengujian
(h1) dan ketinggian akhir pengujian (h2). Selisih h1 dan h2 akan digunakan
dalam perhitungan permeabilitas dari data pengujian ini (Saptomo, 2007).
Nilai
K-sat ditentukan dengan menggunakan rumus yang merupakan turunan dari
hukum Darcy berikut (hillel, 1980) :
Q = K-sat *A* dH/L
Atau K-sat = Q/A*L/dH
Dimana :
Q
= penambahan volume air yang
tertampung di gelas ukur persatuan waktu (mm3/jam)
A = luas penampang gelas ukur (mm2)
Q/A = penambahan tinggi permukaan air di dalam
gelas ukur per satuan waktu (mm/jam)
dH = tinggi genangan dari permukaan tanah
(mm)
L = ketebalan contoh tanah (mm)
BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini
adalah contoh tanah utuh, dan air.
Alat yang digunakan dalam acara ini
terdiri dari alat pengukur K-sat, stopwach, dan gelas Ukur atau timbangan
dengan akurasi yang tinggi (minimal dua angka di belakang koma), kain kasa,
karet, satu set..
3. 2 Metode
Pengukuran
pada praktikum ini akan menggunakan metode Constant Head di laboraturium.
Langkah-langkah kerja penetapan K-sat sebagai berikut :
1.
Bagian bawah contoh tanah utuh (ring
sampel) ditutup dengan kain kasa dan diikat dengan karet. Contoh tanah lalu
direndam di dalam air, hingga permukaan air berada sekitar 2 cm dibawah
permukaan contoh tanah selama 24 jam sampai 36 (sampai tanah jenuh).
2.
Menempatkan ring sampel kosong di atas
ring sampel yang berisis contoh tanah, lalu satukan kedua ring sampel tersebut
dengan potongan karet ban sepeda. Melakukan ini sambil contoh tanah tetap
terendam di dalam air.
3.
Memindahkan contoh anah ke rak yang
sudah disediakan, isi bak dengan air hingga permukaan berada 2 cm dari
permukaan ring sampel, lalu mengalirkan ke dalam ring sampel melalui shipon (pipa
L) agar ketinggian air di dalam ring sampel konstan.
4.
Tamping air yang keluar dari bawah ring
sampel dengan gelas ukur. Sesaat setelah air keluar, menghidupkan stopwatch dan
catat volume air di dalam gelas ukur untuk siap priode tertentu. (beberapa detik
sampai beberapa jam, atau hingga pertambahan volume air konstan). Menggunkan
lembar kerja yang sudah dikerjakan
5.
Nilai K-sat ditentukan dengan
menggunakan rumus yang merupakan turunan dari hukum Darcy berikut (hillel, 1980) :
Q = K-sat *A* dH/L
(1)
Atau K-sat = Q/A*L/dH (2)
Dimana
:
Q =
penambahan volume air yang tertampung di gelas ukur persatuan waktu (mm3/jam)
A = luas
penampang gelas ukur (mm2)
Q/A =
penambahan tinggi permukaan air di dalam gelas ukur per satuan waktu (mm/jam)
dH = tinggi
genangan dari permukaan tanah (mm)
L =
ketebalan contoh tanah (mm)
6.
merendam kembali contoh tanah
sebagaimana pada langkah (1) untuk penetapan kadar lengas jenuh dan kapasitas
lapang yang akan dilakukan pada acara berikutnya.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Pengamatan
Tabel hasil pengamatan pengukuran
K-sat dengan metododa Constant Head
|
Kode Sampel (top soil)
|
Kode Sampel (sub soil)
|
||
|
Waktu (t) (Menit)
|
Volume air di gelas ukur (v) (mL)
|
Waktu (t)
(menit)
|
Volume air digelas ukur (v) (mL)
|
|
5
|
5.5 mL
|
5
|
14,5 mL
|
|
10
|
20 mL
|
10
|
27,8 mL
|
|
15
|
29 mL
|
15
|
32,3 mL
|
|
20
|
33,8 mL
|
20
|
32,3 mL
|
Tabel
hasil pengukuran lain
|
Diketaahui
|
Top Soil
|
Sub Soil
|
|
H1
|
1.4 cm
|
0,8 cm
|
|
H2
|
9 cm
|
9 cm
|
|
L
|
5 cm
|
5 cm
|
|
A
|
38,5 cm2
|
38, 5 cm2
|
4.2 Pembahasan
Praktikum ini melakukan pengukuran tentang
konduktivitas hidrolika tanah jenih pada sampel tanah utuh. Data yang
dihasilkan adalah pada tabel hasil pengamatan. Data-data tersebut dapat
mentukan nilai K-sat yang akan dicari
menggunakan rumus :
K- sat = 
Keterangan :
V : volume air yang tertampung H1 : tinggi ring
L : tinggi ring sampel (cm) H2 : tinggi ring tidak kenak air
A : luas ring sampel (cm)
t : waktu yang dibutuhkan untuk menanmpung air (menit)
Nilai K-sat yang telah dihitung, kemudian dicocokan
dengan tabel kriteria kelas untuk menentukan kategori kelas dari konduktifitas
hidorilika tanah tersebut.
|
Kelas
|
Cm/jam
|
Kategori
|
|
1
|
12.50
– 25.00
|
Cepat
|
|
2
|
6.25 – 12.50
|
Agak
cepat
|
|
3
|
2.00 –
6.25
|
Sedang
|
|
4
|
0.50 –
2.00
|
Agak lambat
|
|
5
|
12.50
– 6.25
|
Lambat
|
|
6
|
≤
0.125
|
Sangat
lambat
|
Hasil perhitungannya adalah sebagai berikut :
a.
Tanah
top soil
1.
Waktu 5
menit
K- sat = 
= 
=
0,01 cm/menit (0.6cm/jam)
Jadi, nilai K-sat dalam waktu 5 menit adalah
0,01 cm/jam atau 0,6 cm/jam masuk kedalam kategori kelas 4 yaitu agak lambat
karena nilai K-sat 12,5 – 0,50 cm/jam.
2.
Waktu
10 menit
K- sat =
= 
=
0,03 cm/menit (1,8 cm/jam)
Jadi, nilai K-sat dalam waktu 10 menit adalah
0,03 cm/jam atau 1,8 cm/jam masuk kedalam kategori kelas 4 yaitu agak lambat
karena nilai K-sat 0.50 –
2.00 cm/jam.
3.
Waktu
15 menit
K- sat =
= 
=
0,03 cm/menit (1,8 cm/jam)
Jadi, nilai K-sat dalam waktu 15 menit adalah
0,03 cm/jam atau 1,8 cm/jam masuk kedalam kategori kelas 4 yaitu agak lambat
karena nilai K-sat 0.50 –
2.00 cm/jam.
4.
Waktu
20 menit
K- sat =
= 
=
0,02 cm/menit (1,2 cm/jam)
Jadi, nilai K-sat dalam waktu 20 menit adalah
0,02 cm/jam atau 1,2 cm/jam masuk kedalam kategori kelas 4 yaitu agak lambat
karena nilai K-sat 0.50 –
2.00 cm/jam.
b.
Tanah
sub soil
1.
Waktu 5
menit
K- sat =
= 
=
0,04 cm/menit (2,4 cm/jam)
Jadi, nilai K-sat dalam waktu 5 menit adalah
0,04 cm/jam atau 2,4 cm/jam masuk kedalam kategori kelas 3 yaitu sedang karena
nilai K-sat 2.00 – 6.25 cm/jam.
2.
Waktu
10 menit
K- sat =
= 
= 0,04 cm/menit (2,4 cm/jam)
Jadi,
nilai K-sat dalam waktu 10 menit adalah 0,04 cm/jam atau 2,4 cm/jam masuk
kedalam kategori kelas 3 yaitu sedang karena nilai K-sat 2.00 – 6.25 cm/jam.
3.
Waktu
15 menit
K- sat =
= 
=
0,03 cm/menit (1,8 cm/jam)
Jadi,
nilai K-sat dalam waktu 15 menit adalah 0,03 cm/jam atau 1,8 cm/jam masuk
kedalam kategori kelas 4 yaitu agak lambat karena nilai K-sat 0.50 – 2.00 cm/jam.
4.
Waktu
20 menit
Nilai
K-sat tidak diitung karena pada waktu 20 menit tidak ada air yang keluar lagi.
Pada tanah top soil laju konduktivitas hidrolika rata-rata yaitu masuk
kedalam kategori agak lambat, sedangkan tanah sub soli laju konduktivitas
hidrolikanya sedang. Perbedaan yang terjadi adalah pada waktu 20 menit air pada
tanah top soil masih mengalir sedangkan pada tanah sub soil air tidak mengalir
lagi. Perbedaan ini membuktikan bahwa tanah sob soil lebih cepat mengalami
pengikatan dibandingkan dengan tanah top soil. Jika dilihat dari jenis tanahnya
tanah sub soil termasuk kedalam tanah liat.
BAB V
KESIMPULAN
Laju konduktivitas hidrolika dapat dihitung
menggunakan rumus mencari nilai K-sat yaitu :
K- sat =
Keterangan
:
V : volume air yang tertampung
H1 : tinggi ring
L : tinggi ring sampel (cm) H2 : tinggi ring tidak kenak air
A : luas ring sampel (cm)
t : waktu yang dibutuhkan untuk
menanmpung air (menit)
Nilai K-sat tanan sub soil lebih besar
dibandingkan dengan tanah top soil. Nilai K-sat ini membuktikan laju
konduktivitas hidrolika dari sebuah tanah. Semakin besar nilai K-sar maka laju
konduktivitas hidrolika semakin tinggi, jadi tanah sub soil laju konduktivitas
hidrolikanya lebih besar dibanding tanah top soil.
DAFTAR PUSTAKA
Hakim,
Nurhajati. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Lampung:
Universitas Lampung.
Hardjowigeno,
S. 1992. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo : Jakarta
Hillel, D. 1980. Introduction to Soil Physics. Academic
Press :London. 364 pp.
Wulan, 2011. Penetapan
Kadar Air Metode Oven. http://wulaniriky.wordpress.com/2011/01/19/penetapan-kadar-air-metode-oven-pengering-aa/ (diakses tanggal 09 November 2013).
Kurnia,et all. 2006. Konduktivitas
Hidrolika Tanah.http://E11hpr-BABII Tinjauan Pustaka.pdf. (diakses tanggal 09 November 2013).
Saptomo. 2007. Pengukuran Sifat Fisika/Hodrolika Tanah. http://solitest20070425.pdf (diakses
tanggal 09 November 2013).
Jawaban Pertanyaan
Tabel hasil pengamatan pengukuran
K-sat dengan metododa Constant Head
|
Kode Sampel (top soil)
|
Kode Sampel (sub soil)
|
||
|
Waktu (t) (Menit)
|
Volume air di gelas ukur (v) (mL)
|
Waktu (t)
(menit)
|
Volume air digelas ukur (v) (mL)
|
|
5
|
5.5 mL
|
5
|
14,5 mL
|
|
10
|
20 mL
|
10
|
27,8 mL
|
|
15
|
29 mL
|
15
|
32,3 mL
|
|
20
|
33,8 mL
|
20
|
32,3 mL
|
Grafik hubungan antara V dengan t pada tanah top soil
Bravo
BalasHapus