Laporan Permeabilitas [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pengamatan pada permeabilitas tanah sangat tinggi. Karena setiap jenis tanah mempunyai permaebilitas yang berbeda. Selain itu pengukuran permeabilitas amat sangat penting untuk pengukuran beberapa aspek pertanian, masuknya air ke dalam tanah, alir air drainase, evaporasi air dari permukaan tanah dan penentuan besarnya erosi tanah dengan factor permeabilitas tanah merupakan beberapa keadaan yang nyata dimana hantaran hidro memainkan perannya. Untuk mempelajari konsep permeabilitas ini diperlukan adanya materi dan praktikum yang menunjang agar mahasiswa dapat mengerti tentang materi permeabilitas tanah ini. 1.2. Tujuan Adapun



tujuan



dari



praktikum



permeabilitas



tanah



adalah



membedakan dan membandingkan permeabilitas yang terjadi pada penggunaan lahan yang berbeda, yaitu lahan kebun semusim dan hutan produksi. 1.3. Manfaat Praktikum Adapun manfaat diadakannya praktikum ini adalah untuk menambah wawasan dan ilmu pengetahuan tentang dasar-dasar ilmu tanah dan cara menentukan permeabilitas tanah dengan cara yang sederhana dan mudah untuk dipraktekkan.



1



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengertian Permeabilitas a. Permeabilitas tanah adalah kemampuan tanah untuk mengalirkan air atau udara dinyatakan dalam cm/jam.



(Handayanto,2009)



b. Kualitas tanah untuk meloloskan air atau udara yang diukur berdasarkan besarnya aliran melalui satuan tanah yang telah dijenuhi terlebih dahulu persatuan waktu tertentu.



(Susanto,1994)



2.2 Hubungan Hukum Darcy terhadap Kondisi Permeabilitas Tanah Lebih dari seabad yang lalu, HENRY DARCY, ahli bangunan air aqre Dijon (Perancis), telah melakukan penyelidikan terhadap aliran air lewat lapisan pasir horizontal yang digunakan sebagai filter air. Hukum Darcy dan permeabilitas di media berpori ditunjukkan pada disertasi ini. Formulasi permeabilitas menyediakan suatu model untuk memprediksi permeabilitas



dari



suatu



media



berpori.



Ketaklinearan



viskositas,



ketakseragaman dari media berpori pada skala mikro, dan beda tekanan pada skala makro harus diperhatikan pada formulasi hukum Darcy dan permeabilitas. Pendekatan matematis yang digunakan adalah ekspansi asimtotik dua skala sebagai ide dasar pada metode penyeragaman. Formulasi hukum Darcy diperoleh dengan mempertimbangkan bahwa fenomena makro dan fenomena mikro dapat dipisahkan. Fenomena makro ditentukan oleh beda tekanan antara sumur injeksi dan sumur produksi pada perolehan minyak. Fenomena mikro ditentukan oleh kecepatan fluida pada sakla mikroskopik. Dengan menggunakan penyelesaian pada sampel mikroskopik, didefinisikan permeabilitas effektif sebagai hasil integral kecepatan fluida pada sampel mikro. Rumus :



V k.



dh dL 2



Rumus DARCY, menyatakan bahwa kecepa-tan aliran V sama dengan perkalian antara konstanta k (= koefisien permeabilitas) dengan gradient hidrolik (dh / dL).



(Sari Lubis, 2007)



2.3. Pengaruh Permeabilitas Tanah Terhadap Kondisi Drainase dan Porositas Tanah Tabel 1. Kelas Permeabilitas Kelas LAMBAT : 1. Sangat Lambat



Pori-pori



Permeabilitas(mm/jam)



Pori Mikro



< 1,25



2. Lambat SEDANG : 1. Agak Lambat



CEPAT



1,25 – 5,0 Pori Meso



5,0 – 16



2. Sedang



16 – 50



3. Agak cepat



50 – 160



: 1. Cepat



Pori Makro



160 – 250



2. Sangat Cepat



> 250



Apabila dikaitkan dengan porositas dan drainase maka permeabilitas pada kelas :  Lambat / tidak permeabel merupakan dominasi fraksi liat menyebabkan terbentuknya banyak pori-pori mikro, sehingga luas permukaan sentuhnya menjadi sangat luas. Dengan demikian daya pegang terhadap air sangat kuat. Kondisi ini menyebabkan air yang masuk kepori-pori segera terperangkap dan udara sulit masuk. Pada kondisi ini, sebagian besar ruang pori terisi air, sehingga poripori mikro ini disebut juga pori kapiler karena proses kehilangan airnya berlangsung lambat ( drainase lambat ).  Sedang / cukup permeabel merupakan dominasi



fraksi debu



menyebabkan terbentuknya pori-pori mesodalam jumlah sedang, sehingga luas situs sentuhanmenjadi cukup luas, menyebabkan daya pegang terhadap air cukup kuat. Hal ini menyebabkan air dan udara



3



cukup mudah masuk-keluar tanah, sebagian air akan tertahan. Dalam kondisi ini, sebagian besar ruang pori terisi udara dan air dalam jumlah yang seimbang, sehingga pori-pori meso termasuk juga pori drainase karena proses kehilangan air cukup cepat.  Cepat / permeabel merupakan dominasi fraksi pasir akan menyebabkan sedikit pori-pori makro, sehingga luas permukaan yang disentuh bahan menjadi sangat sempit, sehingga daya pegang tergadap air sangat lemah. Kondisi ini menyebabkan air dan udara mudah masuk keluar tanah, hanya sedikit air yang tertahan. Sebagian besar ruang pori terisi oleh udara sehingga pori-pori makro disebut juda pori drainase tinggi karena proses kehilangan airnya sangat cepat.



(Hanafiah,2007)



2.4.Keterkaitan Antara Sifat Permeabilitas Tanah Terhadap Tingkat Penentuan Erosi Tanah Berbagai tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap erosi yang berbeda-beda. Kepekaan erosi tanah yaitu mudah atau tidaknya tanah tererosi adalah fungsi berbagai interaksi sifat-sifat fisik dan kimia tanah. Empat sifat tanah yang penting dalam menentukan erodibilitas tanah (mudah atau tidaknya tanah tererosi) adalah: tekstur tanah, unsur organik, struktur tanah, dan permeabilitas tanah. Setiap jenis tanah mempunyai kepekaan yang berbeda-beda terhadap erosi. Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diartikan sebagai mudah tidaknya



tanah



tererosi



atau



erodibilitas.



Faktor-faktor



yang



mempengaruhi erodibilitas yaitu sifat fisik, tofografi dan pengelolaan tanah oleh manusia. Sifat tanah yang mempengaruhi aliran permukaan dan erosi adalah kapasitas infiltrasi dan erodibilitasnya. Infiltrasi adalah banyaknya air yang merembes ke dalam tanah melalui permukaan tanah yang dinyatakan dalam mm/jam, sedangkan kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah menginfiltrasikan air. Kapasitas infiltrasi tanah sangat



4



menentukan banyak tidaknya air yang mengalir di atas permukaan tanah sebagai aliran permukaan. Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi terjadinya erosi adalah tekstur, struktur, bahan organik, kedalaman, sifat lapisan tanah, dan tingkat kesuburan tanaman. a. Tekstur adalah ukuran proporsi kelompok ukuran butir-butir primer bagian mineral tanah. Tanah-tanah yang bertekstur kasar (tanah-tanah berpasir) mempunyai kapasitas dan laju infiltrasi yang tinggi sehingga jika tanah tersebut dalam maka erosi dapat diabaikan, demikian pula dengan tanah bertekstur pasir halus juga mempunyai kapasitas infiltrasi yang tinggi tetapi jika terjadi aliran permukaan maka butir-butir halus ini akan mudah sekali terangkut. Tekstur tanah yang paling peka terhadap erosi adalah debu , pasir sangat halus. b. Struktur tanah adalah susunan butir-butir primer menjadi butir-butir sekunder atau agregat. Susunan butir-butir primer sangat halus menentukan tipe struktur. Tanah yang berstruktur kersai atau garanular lebih terbuka dan lebih jarang sehingga akan menyerap air lebih cepat dan lebih banyak dibandingkan tanah yang berstruktur dengan susunan butir-butir primernya lebih rapat. c. Peranan bahan organik dalam pembentukan agregat tanah sangatlah besar. Fungsi bahan organik dalam pencegahan terjadinya erosi antara lain dapat memperbaiki daerah perakaran. Selanjutnya dikatakan bahwa pengaruh bahan organik dalam mengurangi aliran permukaan, peningkatan infiltrasi dan pemantapan agregat tanah. Tanah-tanah dengan kandungan bahan organik kurang dari 2 % umumnya peka terhadap erosi. d. Sifat lapisan tanah yang menentukan kepekaan erosi tanah adalah permeabilitas lapisan tersebut. Permeabilitas ditentuken oleh struktur dan tekstur tanah. Tanah yang lapisan bawahnya bertekstur granular



5



dan permeabel, kurang peka erosi dibandingkan dengan tanah yang lapisan bawahnya padat dan oermeabilitasnya rendah. Kepekaan tanah terhadap daya menghancurkan dan menghanyutkan oleh air curah hujan disebut erodibilitas. Erodibilitas tanah tinggi berarti tanah tersebut peka atau mudah tererosi dan erodibilitas tanah rendah berarti bahwa resistensi atau daya tahan tanah tersebut kuat, dengan kata lain tanah tanah (resisten) terhadap erosi.



(Anynomous A,2010)



6



BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Cara Kerja Penyiapan alat dan bahan (Sampel tanah kebun semusim dan hutan produksi)



Mengukur tinggi dan diameter ring tanah



Sampel tanah dengan ring dipindahkan kealat penetapan konduktifitas hidraulik jenuh Isilah pipa dengan air sampai penuh dan lubang alat penetapan KHJ ditutup menggunakan jari tangan selama 1 menit



Setelah tingginya air dalam alat pengukur konstan, ukurlah air yang menetes selama 1 menit, dan ulangi percobaan tersebut sebanyak 3x tiap masing-masing sampel tanah



Catat hasil pengukuran dan hitung KHJ



Kurang lebih 0,5cm



7



3.2. Hasil Praktikum & Perhitungan Tabel 2. Data Hasil Praktikum Tanah



d tinggi tinggi waktu V (cm) tanah air (s) terkumpul (cm) (cm) 1 2 3



Kebun semusim Hutan produksi



5,8



5,8



24



60



5



5,45



5,5



21,7



60



9,5



6,8 4,4 3



2



 Volume rata-rata a) Hutan produksi = = = 4,83 cm3 Kebun semusim = = = 5,4 cm3  Luas permukaan a) Hutan produksi = ¼



d2



= ¼ x 3,14 x (5,45 )2 = 23,31 cm2 b) Hutan semusim = ¼



d2



= ¼ x 3,14 x ( 5,8 )2 = 26,4 cm2  KHJ a) Hutan Produksi = = = 9.10-4cm/s b) Hutan semusim = =



= 8.10-4cm/s



8



Volume L.Permukaan KHJ rata2 (cm2) cm/s) (cm3) 5,4



26,4



8.10-4



4,83



23,31



9.10-4



3.3. Pembahasan 3.3.1 Perbandingan Nilai KHJ antara jenis tanah yang digunakan Dari praktikum yang telah kami lakukan diperoleh data seperti di atas dan untuk nilai KHJ antara hutan produksi dan hutan semusim nilai yang diperoleh adalah bahwa nilai KHJ yang terdapat pada hutan produksi lebih tinggi yaitu 9.10-4 dibanding dengan nilai KHJ yang ada pada hutan semusim yang hanya sekitar 8.10-4. Hal itu terjadi karena pada tanah di hutan produksi tanahnya memiliki pori yang besar dibandingkan dengan tanah yang ada di hutan semusim. Sehingga air yang masuk kedalam tanah yang ada dihutan produksi dapat meresap dan masuk ketanah dalam jumlah yang banyak. Karena dapat diketahui bahwa laju air yang keluar dari pipa tanah hutan produksi lebih cepat dan banyak dari pada tanah hutan semusim. Porositas pada tanah hutan semusim kebanyakan di isi oleh pori mikro, sehingga air sulit untuk meresap dari pada tanah yang ada di hutan produksi, sehingga nilai KHJ nya tinggi. Dengan demikian volume terkumpul, volume rata-rata dan luas permukaan tanah hutan produksi lebih besar dibanding dengan tanah hutan semusim, sehingga nilai KHJ pada tanah hutan produksi lebih besar pula dari tanah hutan semusim. 3.3.2 Hubungan Permeabilitas (KHJ) ini dengan Kondisi Jenis Tanah yang Lain Hubungan permeabilitas ini dengan kondisi jenis tanah yang berstruktur



mantap



atau



lempeng



akan



menurun



tingkat



permeabilitasnya karena pada tanah yang memiliki struktur mantap mengandung pori yang kecil dan cukup sedikit sehingga daya tahan air yang ada pada tanah akan tinggi. Untuk kondisi tanah yang berstruktur kurang mantap atau pasir maka permeabilitasnya akan tinggi atau naik karena pada tanah yang kurang mantap ini



9



mengandung banyak pori makro sehingga ruang antar agregat besar serta permeabilitasnya akan cepat. Selain itu apabila tekstur tanah yang kasar maka permeabilitasnya akan tinggi, karena pada tanah yang bertekstur kasar memiliki pori yang besar sehingga pada tanah ini kemampuan tanah untuk menahan air itu sangat kecil. Lain halnya dengan tanah yang bertekstur halus, tingkat permeabilitasnya akan menurun karena pada tanah yang bertekstur halus memiliki pori tanah yang kecil . untuk tingkat porositasnya pada tanah pasir permeabilitasnya naik karena tekstur dari pada tanah tersebut kasar dan memiliki pori makro sehingga porositasnya rendah. Pada tanah liat pemeabilitasnya menurun karena pada tanah ini memiliki pori kecil sehingga porositasnya tinggi dan tingkat permeabilitasnya rendah serta air akan mudah meresap ketanah ini.



10



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari data yang di peroleh dari hasil praktikum yang kita lakukan dapat kita simpulkan bahwa permeabilitas tanah dihutan produksi dan hutan semusim berbeda. Permeabilitas pada tanah yang ada di hutan produksi dan hutan semusim tingkat permeabilitasnya yang lebih tinggi adalah pada tanah di hutan produksi. Sedangkan untuk tanah yang ada di hutan



semusim



tingkat



permeabilitasnya



sangat



rendah. Hal



itu



dikarenakan pada tanah di hutan produksi tanahnya memiliki pori yang besar dibandingkan dengan tanah yang ada di hutan semusim. Sehingga air yang masuk kedalam tanah yang ada dihutan produksi dapat meresap dan masuk ketanah dalam jumlah yang banyak. Sedangkan untuk air yang masuk kedalam tanah yang ada dihutan semusim tidak dapat meresap dengan baik dan cukup sulit meresap. Hal itu dikarenakan ada perbedaan pada tanah di hutan semusim dan hutan produksi yaitu memiliki tekstur, struktur, porositas, fiskositas dan lain-lain yang berbeda antara tanah di hutan semusim dan tanah di hutan produksi.



5.2 Saran Pada praktikum permeabilitas tanah ini cukup menarik dan penjelasan dari asisten juga cukup memuaskan. Semoga pada minggu berikutnya dapat lebih baik lagi.



11



DAFTAR PUSTAKA Anynomous A.2010.http://www.membuatblog.web.id/2010/03 permeabilitastanah.html. Diakses tanggal 28 April 2010 Handayanto, E. 2009. Dasar Ilmu Tanah. FP. UB. Malang. Hanafiah, Ali Kemas. 2007. Dasar – dasar Ilmu Tanah. PT. Raja Grafindo Persada.Jakarta Susanto. 1994. Sifat dan Ciri Tanah. Akademik Pressindo : Jakarta. Sari Lubis. 2007. Keterhantaran Hidraulik dan Permeabilitas. Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara : Sumatra Utara.



12



LAMPIRAN



Gambar 1.Air Gambar



Gambar 4.Tempat Ring



2.Wadah air



Gambar 5.Ring KHJ



Gambar 5.Sampel Tanah Gambar 6.Pengukuran



Gambar 8.Apir mengalir



Gambar 9.Pemindahan



13



Gambar 3.Stopwatch



Gambar 4.Gelas Ukur



Gambar 7.Pemberian air



Gambar 10.Pengukuran