Ika Lab Fisika Tanah

7/26/2019 Ika Lab Fisika Tanah

1/32

INSTRUKSI KERJA

LABORATORIUM FISIKA TANAH

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011


2/32

ii

Instruksi KerjaLaboratorium Fisika Tanah

Jurusan TanahFakultas Pertanian

Universitas Brawijaya

Kode Dokumen : 0040207100

Revisi : 2

Tanggal : 08 Juni 2011Diajukan oleh : Tim Unit Jaminan Mutu

Ketua,

(ttd)

Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU

Dikendalikan oleh : Sekretaris Jurusan

(ttd)

Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU

Disetujui oleh : Ketua Jurusan

Ttd

Prof.Dr.Ir. Zaenal Kusuma, SU


3/32

iii

DAFTAR ISI

HalamanDaftar Isi iii1.

Pengambilan Contoh Tanah Utuh 12.

Pengambilan Contoh Agregat Utuh 43.

Pengambilan Contoh Tanah dari Profil Tanah 54.

Analisa Berat Isi Metode Silinder 75.

Analisa Berat Isi Metode Clod 96.

Analisa Berat Jenis Tanah Metode Piknometer 12

7.

Analisa Mekanik Tanah Penetapan Tekstur MetodePipet

14

8.

Analisa Karakteristik Lengas Tanah (Kurva pF) 179. Analisa Kemantapan Agregat Ayakan Basah 2010.

Analisa Infiltrasi Lapangan Metode Double Ring 2211.

Evaporasi Tanah Terbuka 2412.

Analisa Konduktivitas Hidraulik Jenuh 27


4/32

1

PENGAMBILAN CONTOH TANAH UTUH

0040207101

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengambil contoh tanah utuh dengan metodering sample.

2. ALAT dan BAHANa. Tabung contoh (Ring sampel)b. Ring masterc. Sekopd. Pisau tajam dan tipis

e. Kantong plastikf. Karet talig. Spidol permanen

3. REFERENSIProsedur layanan analisa laboratorium, Panduan AnalisaFisika tanah.

4. DEFINISI

Tabung contoh (Ring sampel), yaitu suatu alat yang dibuatdari logam anti karat berbentuk tabung silinder. Tabungcontoh tanah di jurusan tanah mempunyai ukuran sebagaiberikut :Tinggi 4 cm, diameter luar 7.93 cm dan diameter dalam7.63 cm. Tebal tabung harus memenuhi syarat nisbah luaskurang dari 0.1 untuk mencegah terjadinya tekananmendatar.Nisbah Luas ialah: (D12 Dd2)/Dd2

dimana D1 adalah diameter luar dan Dd adalah diameterdalam. Tabung dilengkapi dengan tutup plastik. Tempatmenyimpan tabung berupa peti khusus dengan ukurandisesuaikan dengan ukuran dan banyaknya tabung.

5. URAIAN KERJAa. Ratakan dan bersihkan lapisan permukaan tanah yang

akan diambil contohnya, kemudian letakkan ring mastertegak lurus pada lapisan tersebut.

b.

Gali tanah di sekeliling tabung dengan sekop (Gambar1).


5/32

2

c. Buang sisa lapisan pertama sampai batas lapis kedua.Ratakan kemudian ambil contoh seperti cara diatas, danseterusnya sehingga semua contoh setiap lapisan dapatdiambil.

d.

Disamping mengambil contoh tanah utuh, lakukan juga

pengambilan contoh tanah agregat utuh.

Catatan :-

Jumlah contoh tanah utuh pada setiap lokasi atauhorison dalam profil tanah biasanya sekitar 8 tabunguntuk keperluan penetapan permeabilitas, pF, beratjenis, berat isi dan ruang pori tanah.

- Jika pembuatan profil tanah tidak memungkinkan, makasebagai penggantinya dapat dilakukan pengamatan dan

pengambilan contoh tanah dari profil tanah mini (mini-pit).

e.

Kerat tanah di sekeliling dengan pisau sampai mendekatipermukaan tanah (Gambar 1).

f. Masukkan tabung sampel ke dalam ring master.g.

Tekan tabung dengan hati-hati sampai masuk ke dalamtanah.

h. Letakkan tabung lain tepat diatas tabung pertama,

kemudian tekan lagi sampai rata (Gambar 1).i. Tabung beserta tanah didalamnya digali dengan sekop(Gambar 1).

j. Pisahkan tabung pertama dan kedua dengan hati-hati(Gambar 1), kemudian potonglah kelebihan tanah yangterdapat pada bagian atas dan bagian bawah tabungsampai rata (Gambar 1).

k. Tutuplah tabung beserta tanahnya dengan plastik untukmencegah penguapan dan gangguan selama dalam

perjalanan.l.

Pada bagian luar tabung ditulisi keterangan yang bersisinomor contoh tanah dan kedalaman tanah.

m. Masukkan tabung tersebut dalam kotak yang telahtersedia (Gambar 1).Catatan : Pengambilan contoh tanah utuh yang baikadalah waktu tanah dalam kondisi kapasitas lapangan.Kalau tanah terlalu kering dianjurkan agar disiramterlebih dahulu sehari sebelum pengambilan contoh.


6/32

3

Gambar 1. Langkahlangkah pengambilan contoh tanah utuh.

6. LAMPIRANFormulir pengambilan contoh tanah dan hasil analisa FisikaTanah.


7/32

4

PENGAMBILAN CONTOH AGREGAT UTUH

0040207102

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengambil contoh tanah dengan metode agregatutuh.

2. ALAT dan BAHANa.

cangkulb.

kotak dengan kapasitas 2 kgc.

label

3. REFERENSIProsedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisaFisika tanah.

4. DEFINISI-

5. URAIAN KERJAa. Gali tanah sampai kedalaman yang diinginkan

b.

Ambil gumpalan tanah yang dibatasi oleh bidang belahanbumi (agregat utuh), masukkan ke dalam kotak (apabilatidak tersedia kotak, bisa dipakai tempat lain asalagregat tanah tersebut tidak mengalami kerusakanselama dalam pengangkutan).

6. LAMPIRANFormulir pengambilan contoh tanah.


8/32

5

PENGAMBILAN CONTAH TANAH DARI PROFIL TANAH

0040207103

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan melakukan pengambilan contoh tanah dari profiltanah.

2. ALAT dan BAHANa.

Pisaub.

Tabung Kuninganc.

Kantong Plastikd. Karet Tali

e.

Paluf.

Meteran


4. DEFINISI

-

5. URAIAN KERJAa. Buat profil tanah.b. Bersihkan dengan pisau permukaan profil yang akan

diamati.c.

Lakukan pengamatan profil untuk menentukan horisontanah yang terdapat dalam profil tersebut.

d.

Lakukan pengambilan contoh tanah bisa dimulai dari

lapisan atau horison yang paling bawah untukmenghindari kontaminasi tanah yang jatuh dari horisondiatasnya.

e. Lakukan pengambilan contoh tanah utuh mulai darilapisan paling atas dengan cara sebagai berikut :1.

Bersihkan dan ratakan permukaan lapisan pertamapada profil yang telah diamati dan diambil contohtanah biasa.

2.

Ambil contoh tanah utuh seperti cara yang telah

didiskusikan sebelumnya.


9/32

6

3. Buang sisa lapisan pertama sampai batas lapiskedua. Ratakan kemudian ambil contoh seperti caradiatas, dan seterusnya sehingga semua contoh setiaplapisan dapat diambil.

4.

Disamping mengambil contoh tanah utuh, lakukanjuga pengambilan contoh tanah agregat utuh.

Catatan :-

Jumlah contoh tanah utuh pada setiap lokasi atauhorison dalam profil tanah biasanya sekitar 8 tabunguntuk keperluan penetapan permeabilitas, pF, beratjenis, berat isi dan ruang pori tanah.

- Jika pembuatan profil tanah tidak memungkinkan, maka

sebagai penggantinya dapat dilakukan pengamatan danpengambilan contoh tanah dari profil tanah mini (mini-pit).

6.

LAMPIRANFormulir hasil analisa Fisika Tanah.


10/32

7

ANALISA BERAT ISI METODE SILINDER

0040207104

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Berat Isi metode silinder.

2. ALAT dan BAHANa. Timbangan Mettlerb.

Ovenc.

Labu ukur 100 mld.

Beaker glasse.

Timbangan OHAUS

f.

Parafing.

Air aquadesth.

Silinder stainlessi.

Hot platej.

Botol semprotk.

Gelas ukurl.

Sand boxm.

Benang


4. DEFINISIBobot isi tanah (Bulk density) adalah perbandingan antaramassa tanah dengan volume partikel ditambah dengan ruangpori diantaranya. Massa tanah ditentukan setelah keringoven 105 0C dan volumenya merupakan volume dari contoh

tanah yang di ambil di lapangan, sehingga dinyatakan dalamg.cm-3

5. URAIAN KERJAa. Timbangan contoh tanah dengan silindernya (x gram)b. Timbang silinder kosong (y gram)c. Tetapkan kadar lengas contoh tanah (z gram)


11/32

8

d. Hitung bobot isi dengan rumus :

Rumus: BI = (100(X-Y) / (100+Z)) / (Volume tanah)

7.

LAMPIRANFormulir hasil analisa Bobot Isi Tanah

Ring blok Silinder

Massatotal

tanahbasah

Kadar air sub sampel(W)

Pjg

(p)

Tgi

(t)

Lbr(L)

Dmr

( )

Tgi

(p)Mt

Tnhbasah +kaleng

(Tb + K)

Tnhoven +kaleng

(To + K)

Kaleng

(K)

cm cm cm cm cm g g g g

a b c d e g h i j

Kadar air (w) Vol tanahRing blok

Vol. tanahsilinder

Massa padatan Berat isi

Mp b

g g -1 cm3 cm3 g g cm -3

k l m n o

Keterangan :h - i

k =i - j

, l = a x b x c

m = 0,25 d 2e

gn =

1+ kn

o =m


12/32

9

ANALISA BERAT ISI METODE CLOD

0040207105

1.

RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Berat Isi metode clod.

2.

ALAT dan BAHANa. Timbangan Mettlerb.

Ovenc.

Labu ukur 100 mld.

Beaker glasse.

Timbangan OHAUS

f.

Parafing.

Air aquadesth.

Silinder stainlessi.

Hot platej.

Botol semprotk.

Gelas ukurl.

Sand boxm.

Benang


4. DEFINISIBobot isi tanah (Bulk density) adalah perbandingan antaramassa tanah dengan volume partikel ditambah dengan ruangpori diantaranya. Massa tanah ditentukan setelah kering

oven 105

0

C dan volumenya merupakan volume dari contohtanah yang di ambil di lapangan, sehingga dinyatakan dalamg.cm-3

5. URAIAN KERJAA. Bobot isi (metode clod)

a. Ambil clod tanah dan letakanpada suatu wadah.b. Ikat clod tersebut dengan benang dan timbang (a).c. Lapisi clod dengan parafin panas, setelah kering timbang

(b).


13/32

10

d. Masukan clod yang dilapisi parafin didalam gelas ukurberisi air, hitung volumenya.

e. Keringkan clod dalam oven 105 0C, dan tentukan bobottanah kering oven (d).

f. Hitung bobot isi tanah dengan rumus :

Rumus :BI = ((w * a)) / (b - ( (c - a)/ p ))

W = kerapatan jenis air (1)p = kerapan jenis parafin (0.8)a = berat tanah clodb = volume tanah + parafin dalam gelas ukur berisi

airc = berat tanah + parafin

B. Untuk tanah mengembang - mengerut (metode clod)Dalam penetapan bobot isi tanah diperhitungkan atas

dasar :1. Dp m = bobot isi contoh tanah lembab2. Dp 1/3 = bobot isi pada isapan 1/3 bar3. Dp od = bobot isi pada kering oven (105 0C)

Langkah langkah :

a. Ambil 2 bongkah contoh yang berdiameter antara 5- 8 cm dan utuh

b. Masing-masing contoh diikat dengan benangc. Letakan dalam bak perendam untuk dijenuhkand. Masukan kedalam sand box dan beri isapan 1/3 atm

sampai kondisi setimbang (= 5 hari)e. Keluarkan contoh - contoh tanah tersebut dan

masing- masing timbangf. Ambil satu contoh tanah dan masukan oven 105 0C

g. Contoh tanah yang satunya lagi celupkan kedalamcairan parafin sampai rata seluruh permukaannya.Dinginkan dan timbang dari sini didapatkan beratparafin.

h. Ukur volume clod + parafin (no g) dengan jalanmencelupkan ke dalam beaker glass / gelas ukuryang berisi air. Kenaikan volume air sama denganvolume clod + parafin

i. Cari berat padat. Dari (no g) dapat dihitung volume

parafin. Kemudian dihitung pula volume contoh


14/32

11

tanah 1/3 atm, yaitu kenaikan volume air (no h)dikurangi volume parafin, BJ parafin 0,8

j. Timbang contoh tanah yang dikeringkan dalam oven(no f) kemudian tentukan kadar lengasnya.

k. Kadar lengas ini dapat digunakan untuk menghitung

berat contoh tanah (no g) pada suhu 1050C. Dandapat dihitung bobot isi kondisi hisapan 1/3 atm.

(berat contoh pada 1050C)Db = -----------------------------------

(volime contoh pada 1/3 atm)

Contoh tanah (no j) setelah ditimbang kemudian dilapisipula dengan parafin cair sampai merata.

Timbang lagi contoh tanah oven 105 0C + parafain. Dari sinididapatkan pula berat parafin untuk melapisi.Ukur contoh tanah seperti prosedur (no h & i)Hitung bobot isi dalam kondisi kering oven.

(berat contoh pada 1050C)Db od = ---------------------------------------

(volume contoh pada 1050C)Jika di lapangan tidak dijumpai pembengkakan, cara dengan

silinder bisa dilakukan dengan syarat di dalam silindermengandung < 5% fragmen kasar berdiameter > 2 mm.

(berat tanah kering oven dalam silinder)Bobot isi = -----------------------------------------------

(volume silinder)

8.

LAMPIRAN

Formulir hasil analisa Bobot isi Tanah.


15/32

12

ANALISA BERAT JENIS TANAHMETODE PIKNOMETER

0040207106

1. RUANG LINGKUPInstruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Berat jenis tanah dengan metodevolumetrik.

2. ALAT dan BAHANa. Timbangan Mettlerb. Ovenc. Labu ukur 100 ml

d. Beaker glasse. Timbangan OHAUSf. Parafing. Air aquadesth. Silinder stainlessi. Hot platej. Botol semprotk. Gelas ukurl. Sand box

m. Benang


4. DEFINISI-

5. URAIAN PROSEDURa. Tentukan kadar lengas contoh tanah yang dianalisab. Timbang labu ukur kosong (x gram)c. Isikan tanah kering udara sekitar 50 gram ke dalam labu

ukur. Kemudian timbang beserta labunya dan koreksidengan kadar lengas tanahnya (Y = bobot labu kosong +tanah kering oven)

d. Tambahkan air kurang lebih setengahnya sambil membilas

tanah yang menempel di leher labu.


16/32

13

e. Untuk mengusir udara yang terjerat dalam tanah, labudidihkan berlahan-lahan beberapa menit.

f. Dinginkan labu beserta isinya sampai mencapai suhuruangan, kemudian tambahkan air dingin yang telahdidihkan sampai batas volume, lalu timbang (Z gram).

g. Keluarkan isi labu ukur, cuci, kemudian isi dengan airdingin yang telah dididihkan sampai batas volume.Timbang (A gram) atau (no 7) tidak usah dilakukan bilalabu ukurnya telah diketahui ukuran volumenya, misal 100ml dengan merubah rumus berat jenis.

i. Hitung bobot jenis partikel dengan rumus :

BJ = ((Y - X) x d) / ((Y - X) - (Z - A) ) g.cm -3

Y = berat labu kosong + tanah kering ovenX = berat labu kosong (Vol. labu 100 ml)Z = berat labu berisi ( tanah + air) sampai garis batasA = berat labu dan air dingin, sampai garis batasd = kerapatan air pada saat pengamatan = 1

6. LAMPIRANLampiran Formulir Pengamatan Berat Jenis Tanah MetodeVolumetrik.


17/32

14

ANALISA MEKANIK TANAH PENETAPAN TEKSTURMETODE PIPET

0040207107

1. RUANG LINGKUPInstruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur daya mekanik tanah dengan metodetekstur tanah.

2. ALAT dan BAHANAlat :a.

Labu Erlenmeyer 500 ml, Gelas Pialab. Gelas Ukur 10 ml, 50 ml dan 1000 ml

c.

Pengaduk listrik dan pengaduk kayud.

Ayakan 0,05 mm dan pengocoknyae. Pipetf. Timbangan (dengan ketelitian sampai 0.1 g)g. Hot Plate, oven dan kaleng timbang, thermometer

Bahan Reagant :a.

Hidrogen peroksida, 30 % (H2O2)b. Kalgon 5%

Larutkan 40 g NaPO3 (natrium metafosfat ) dalam kira -kira 750 ml aquadest ke dalam labu ukur 1000 mldengan cara menaburkan bubuk tersebut secaraperlahan-lahan sambil dikocok. Kemudian tambahkan 10g Na2CO3 (natrium karbonat) dan isi aquadest sampaitanda batas.

c.

Asam khlorida, HCl, 2M :Masukan 90 ml HCl pekat ke dalam labu ukur 1000 mldan dengan perlahan-lahan masukkan air suling

(aquadest) sampai tanda batas.


4. DEFINISITekstur adalah perbandingan antara persentase partikel

pasir, debu, dan liat.5. URAIAN KERJA


18/32

15

a. Timbang contoh tanah kering udara 20 g masukkan kedalam labu erlenmeyer 500 ml dan tambahkan 50 ml airsuling atau aquadest (untuk tanah-tanah kalkareoustambahkan sedikit HCl 2M agar larutan tersebut sedikitasam)

b.

Tambahkan 10 ml hidrogen peroksida, tunggu agarbereaksi, tambahkan sekali lagi 10 ml bila reaksi sudahberkurang. Jika sudah tidak terjadi reaksi yang kuatlagi, letakkan labu diatas pemanas hot plate dannaikkan suhunya perlahan-lahan sambil menambahhidrogen peroksida setiap 10 menit. Teruskan sampaimendidih dan tidak ada reaksi yang kuat lagi (peroksidaaktif dibawah suhu 100 0 C).

c. Tambah 50 ml HCl 2M dan air sehingga volumenya 250

ml, dan cuci dengan air suling (untuk tanah kalkareous 4- 5 kali).

d. Sesudah bersih, tambahkan 20 ml kalgon 5 % dan biarkansemalam.

e. Tuangkan ke dalam tabung dispersi seluruhnya dantambahkan air suling sampai volume tertentu dan kocokdengan pengocok listrik selama 5 menit.

f.

Tempatkan ayakan 0.05 mm dan corong di atas labuukur 1000 ml dan pindahkan semua tanah diatas ayakan

dan cuci dengan cara disemprot air suling sampai bersih.g.

Pindahkan pasir bersih yang tidak lolos ayakan ke dalamkaleng timbang dengan air dan keringkan diatas hotplate.

h.

Tambahkan air suling ke dalam larutan tanah yangditampung dalam gelas ukur 1000 ml, sampai tandabatas 1000 ml. Letakkan gelas ukur ini dibawah alatpemipet.

i. Buatlah larutan blanko dengan melakukan prosedur 1

s/d 8 tetapi tanpa contoh tanah.j. Aduklah larutan dengan pengaduk kayu (arah keatas dan

ke bawah) dan segera ambil sampel larutan dengan caradipipet sebanyak 20 ml pada kedalaman 10 cm daripermukaan air (Gambar 2.2). Masukkan sampel ini kedalam kaleng timbang.

k.

Keringkan sampel larutan tanah dengan meletakkankaleng diatas hot plate atau di dalam oven dantimbanglah.

l.

Pengambilan contoh yang kedua dilakukan setelahjangka waktu tertentu, pada kedalaman tertentu yang


19/32

16

tergantung dari ukuran (diameter) partikel yang akandiambil serta suhu dari larutan. Untuk keperluan inidapat dilihat pada formulir hasil pengamatan.

m.

Untuk menentukan sebaran ukuran pasir, ayaklah pasirhasil saringan yang sudah dikeringkan diatas satu set

ayakan yang terdiri dari beberapa ukuran lubang denganbantuan mesin pengocok ayakan. Kemudian timbangmasing-masing kelas ukuran partikel.

PerhitunganPartikel LiatMassa Liat = 50 x (massa pipet ke-2massa blanko pipet ke-2)

Partikel Debu

Massa Debu = 50 x (Massa pipet ke-1 massa pipet ke-2)

Partikel PasirLangsung diketahui bobot masing-masing dari hasil ayakan.Prosentase masing-masing bagian dihitung berdasarkan massatanah (massa liat + massa debu + massa pasir).

Penentuan Kelas Tekstur TanahSetelah masing-masing fraksi partikel diketahui prosentasenya

maka kelas tekstur tanah yang bersangkutan dapat diketahuidengan menggunakan bantuan gambar segitiga tekstur.

Gambar. Segitiga Tekstur (USDA) untuk penetapan kelas tekstur

6. LAMPIRANFormulir hasil analisa Fisika Tanah.


20/32

17

ANALISA KURVA KARAKTERISTIK TANAH (KURVA pF)0040207108

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Kurva karakteristik Tanah (Kurva pF).

2. ALAT dan BAHAN1.

Bak Perendam contoh tanah2.

Kotak Pasir (Sand Box)3.

Kotak Kaolin (Kaolin Box)4.

Peralatan piring tekan (Pressure Plate Apparattus)5.

Timbangan (dengan ketelitian sampai 0.1 g)

6.

Oven dan kaleng timbang

3. REFERENSIProsedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisaFisika Tanah.

4. DEFINISIAda hubungan antara jumlah air yang ada dalam ruanganpori (dinyatakan dalam kadar air tanah) dengan kekuatan

ikatan antara air dengan padatan atau matriks tanah(dinyatakan dengan isapan matriks atau potensial matriks).Semakin banyak air dalam tanah (kadar air tinggi) makakekuatan ikatan itu semakin lemah (potensial semakinrendah) dan sebaliknya. Hubungan ini dapat digambarkandalam sebuah kurva, antara potensial matriks yang digambardalam skala logaritmik (sumbu y) dengan kadar air tanahvolume sebagai sumbu x. Kurva ini dinamakan kurvakarakteristik air tanah atau kurva pF. Prinsip penetapannya

adalah menyetimbangkan contoh tanah jenuh pada tekananatau isapan tertentu dan setelah setimbang diukur kadarairnya, sehingga diperoleh hubungan antara besarnyatekanan atau isapan (dinyatakan dengan pF) dan besarnyakadar air volume dari contoh tanah setelah setimbang ( ).

5. URAIAN KERJAa. Persiapkan dua macam contoh tanah yang diambil dari

lapangan yaitu contoh tanah biasa dan contoh tanah

utuh atau contoh tanah dengan agregat utuh. Contoh


21/32

18

tanah utuh diambil dengan silinderatau berupa agregatutuh.

b.

Masukkan contoh tanah dalam silinder ke dalam airsehingga permukaan air berada 2-4 cm di bawahpermukaan silinder, dan biarkan beberapa jam sampai

beberapa hari, untuk membawa tanah kepada keadaanjenuh tergantung dari jenis tanahnya.

c.

Jika contoh tanah berupa agregat utuh, masukkanagregat ke dalam genangan air yang tingginya sekitar0,5 1 cm dan biarkan beberapa lama sampai jenuh.Hati-hati karena ada agregat yang mudah pecah biladimasukkan air.

d.

Alat yang dipakai adalah kotak pasir atau liat yangdiatur sehingga permukaan air berada pada level

tertentu sesuai dengan tekanan matriks yangdikehendaki.

e. Letakkan contoh tanah utuh atau agregat utuh padapermukaan pasir atau liat yang sudah disiapkantekanannya. Yakinkan kalau sudah terjadi kontak yangbaik antara contoh tanah dengan permukaan pasir atauliat. Untuk setiap contoh tanah pada setiap tekananulangi minimal dua kali (duplo).

f.

Biarkan contoh tanah itu menyatu dengan sistem yang

ada sehingga kesetimbangannya tercapai. Biasanyasetelah 4 10 hari tergantung dari tekstur tanah.

g.

Setelah kesetimbangan tercapai. Tentukanlah kadar airsetiap contoh tanah.

h.

Pada kesetimbangan di bawah -0.3 bar dipergunakanpiring yang diberi tekanan ( pressure plate apparatus )dan diperlukan contoh tanah biasa.

i.

Siapkan alat yang dipergunakan, khususnya piringkeramik harus direndam dalam air sehari sebelumnya

sehingga yakin tidak terdapat udara dalam pori-porinya.j. Contoh tanah biasa diberi air sambil diaduk sampai

jenuh, kemudian letakkan pada piring keramik yangsudah dipasang dalam tabungnya.

k. Tutuplah tabung dan periksalah semua bagian alat inidengan teliti sebelum mengalirkan gas yang bertekanantinggi.

l. Aturlah tekanan udara dalam tabung pada tekanan 10bar, kemudian tentukan pula pengukuran pada tekanan

15 bar, biarkan sampai sistem ini mencapaikesetimbangan antara 3-5 hari.


22/32

19

m. Sesudah terjadi kesetimbangan keluarkan contoh tanahdan tentukan kadar airnya (kadar air volume).

9.

LAMPIRAN

Formulir hasil analisa Kurva Karakteristik Tanah.


23/32

20

ANALISA KEMANTAPAN AGREGATMETODE AYAKAN BASAH

0040207109

1. RUANG LINGKUPInstruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur kemantapan agregat dengan metodeayakan basah.

2. ALAT dan BAHAN1.

Satu set ayakan dan alat penggerak ayakan2.

Spatula, sendok, kuas3.

Timbangan (ketelitian samapai 0,1 g)

4.

Kaleng Timbang5.

Oven atau hotplate


4. DEFINISIStruktur tanah menggambarkan bagaimana partikel-partikel

tersusun menjadi gumpalan yang dinamakan agregat.Karakterisasi dan evaluasi terhadap struktur tanah biasanyadidasarkan pada sifat agregatnya, yaitu bentuk agregat,ukuran agregat dan kemantapan agregat. Bentuk agregatdievaluasi berdasarkan kenampakan dan ukurannya dapatdiukur langsung dengan meteran. Kemantapan agregatditentukan melalui beberapa cara : pembasahan, pemberianbahan kimia, perlakuan pemberian tekanan, denganbenturan antar agregat (dikocok), atau kombinasi

diantaranya.

5. URAIAN KERJAa. Persiapan contoh tanah

Ambil contoh tanah agregat utuh dari lapangan, segeradikeringudarakan. Hilangkan batu dan kerikil. Pilihlahagregat yang berdiameter antara 4,75 mm sampai 8 mmmelalui pengayakan jika perlu agregat yang terlalu besardipecahkan terlebih dahulu.

b.

Sebelum analisis, tentukan lebih dulu kandungan air daricontoh tanah.


24/32

21

c. Siapkan satu set ayakan yang disusun mulai dari yangmemiliki lubang terbesar paling atas berurutan sampaiyang lubangnya paling kecil terbawah.

d.

Masukkan sekitar 50 g contoh tanah dan sebar denganhati-hati pada ayakan yang paling atas kemudian

masukkan ke dalam tabung silinder yang telah diisi airserta kaitkan dengan mesin penggerak. Hubungkandengan aliran listrik sekitar 5 menit dengan kecepatan70 rpm.

e.

Matikan aliran listrik setelah 5 menit dan turunkansusunan ayakan.

f.

Pindahkan tanah yang tertinggal di masing-masingayakan ke kaleng timbang yang sudah diketahuiberatnya dan keringkan dalam oven pada suhu 105o C

selama 24 jam atau diatas hotplate sampai kering.g.

Catatan : memindahkan tanah dari ayakan ke kalengtimbang harus dilakukan secara cermat, karena tanahmudah tertinggal di sela-sela lubang ayakan.

h.

Setelah kering timbanglah setiap contoh tanah yangdiperoleh dari masing-masing diameter.

Perhitungan :

DMR = [(i * Mpi)/ (Mp)]i = diameter rata-rata; Mpi = massa tanah pada ayakan,Mp = toatl massa tanah

10.

LAMPIRANFormulir hasil analisa Kemantapan agregat tanah.


25/32

22

ANALISA INFILTRASI LAPANGANMETODE DOUBLE RING

0040207110

1. RUANG LINGKUPInstruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur infiltrasi tanah di lapangan denganmetode double ring.

2. ALAT dan BAHAN1. Silinder ganda (double rings) dan perlengkapannya2. Tandon air3. Stopwatch

4. Kaleng timba5. Penggaris6. Air

3. REFERENSIProsedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisafisika tanah.

4. DEFINISI

Infiltrasiadalah proses masuknya air ke dalam tanah melaluiseluruh atau sebagian permukaan tanah.Laju infiltrasididefinisikan sebagai volume aliran (flux) airyang mengalir ke dalam profil per unit luas permukaantanah. Bila kita lihat profil tanah selama infiltrasi, makalapisan permukaan pada kedalaman beberapa mm atau cmdi permukaan kondisinya jenuh (saturation zone), kemudianlapisan yang lebih dalam kadar lengasnya agak seragam atauuniform disebut sebagai transmission zone. Di bawah lapisan

ini terdapat lapisan yang kadar airnya menurun sangat tajamdisebut wetting zone dan ujung dari aliran air ke bawahdisebut sebagai wetting front yang merupakan garis batasantara lapisan tanah kering dengan aliran infiltrasi.

5. URAIAN KERJA1. Pasanglah silinder ganda untuk pengukuran infiltrasi.2. Agar pengisian air tidak merusak struktur permukaan

tanah, tutuplah permukaan tanah yang berada di dalam

silinder kecil dengan lembaran plastik.


26/32

23

3. Isilah ruangan antara silinder besar dan kecil dengan airsehingga permukaan air 1 cm di bawah tepi atas silinder

4. Isilah silinder kecil dengan air secara hati-hati sehinggatinggi permukaan air sama dengan pada silinder luar.

5. Mulai pengukuran infiltrasi dengan menarik keluar

lembaran plastik dari dalam silinder kecil dan jalankanstopwatch serta amati dan catat tinggi permukaan airdalam silinder setiap 1 menit (tergantung dari cepatatau lambatnya penurunan muka air ini).

6. Permukaan air dalam silinder ini dapat dipertahankandengan dua cara:a. Mempertahankan permukaan air selalu tetap,

misalnya ada tendon air yang dihubungkan denganslang plastic yang ujungnya diatur pada kedalaman

tertentu dari permukaan air. Cara ini dinamakanmetode constant head.

b. Menambahkan air dengan cepat apabila permukaanair sudah menurun pada tinggi tertentu untukmengembalikan ke ketinggian semula.

11.

LAMPIRANFormulir hasil analisa Infiltrasi Tanah.


27/32

24

EVAPORASI TANAH TERBUKA

0040207111

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Evaporasi Tanah terbuka.

2. ALAT dan BAHAN1. Silinder dari PVC ( diameter 8-10 cm, tinggi 5 cm )2.

Pisau atau alat pemotong tanah3.

Palu atau alat pemukul4.

Lembaran plastic5.

Karet tali

6.

Timbangan7.

Kuas atau sikat

3. REFERENSIProsedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisafisika tanah.

4. DEFINISI

Air yang masuk ke dalam tanah tidak pernah tinggal diam.Salah satu penyebab pergerakan air adalah prosespenguapan dari permukaan tanah ke atmosfer yang terjadisecara terus menerus. Penguapan terjadi karena tekananuap air di atmosfer lebih rendah dari tekanan uap air dipermukaan tanah. Pada tanah lembab, tekanan uap airsangat besar mendekati tekanan jenuh. Tekanan uap air diatmosfer dipengaruhi oleh factor-faktor iklim atau cuaca.Perbedaan tekanan ini menyebabkan aliran uap air dari

permukaan tanah ke atmosfer. Hal ini sering dikatakansebagai kehausan atmosfer (evaporative demand) yangditentukan oleh factor-faktor iklim.3 hal yang mempengaruhi penguapan air dari permukaantanah yang terbuka yaitu :

a. kebutuhan atmosfer ( atmospheric demand) yangditentukan oleh factor iklim seperti suhu udara,radiasi matahari, tekanan uap air dan angina.

b. Ketersediaan air di permukaan tanah. Tanah basah

berarti persediaan banayak maka potensi penguapanjuga besar.


28/32

25

c. laju penggantian air dari lapisan di bawahnya. Jikalaju aliran air cepat maka evaporasi besar, tetapijika laju aliran lambat atau bahkan terputus makapenguapan sangat rendah.

5. URAIAN KERJA1.

Siapkan silinder yang akan dipergunakan untuklisimeter.

2.

Siapakan pipa PVC yang diameternya sekitar 3 inciatau sekitar 7,5 cm.

3.

Potonglah pipa PVC tersebut sehingga masing-masing panjangnya 10 cm.

4.

Gosoklah salah satu ujungnya sehingga meruncinguntuk mempermudah masuknya lisimeter ke dalam

tanah.5.

Proses pengukuran evaporasi dilakukan pada sianghari (antara pkl 07.00 16.00). Jadi usahakan semuaproses awal berikut dapat diselesaikan sebelum pkl07.00.

6. Bersihkan dan ratakan permukaan tanah yang akandiukur.

7.

Letakkan lisimeter di atas permukaan tanah yangsudah diratakan, dengan sisi runcing berada di

bagian bawah.8.

Tekanlah lisimeter dengan kuat ke dalam tanahsecara hati-hati, sehingga ujung atas lisimeter ratadengan permukaan tanah. Jika diperlukan dapatdibantu dengan memukul secara perlahan-lahan danhati-hati.

9.

Keluarkan lisimeter yang telah berisi tanah secaraekstra hati-hati agar tanah yang ada di dalamnyatidak tumpah. Agar lebih mudah mengeluarkan

lisimeter, dapat dibantu dengan menggali tanah disekitar tabung.

10.

Ratakan tanah di bagian bawah dan tutuplah denganlembaran plastic dan ikatlah dengan tali karet.Catatan : yang tertutup adalah bagian dasarlisimeter dan yang terbuka adalah bagian atas.

11.

Timbanglah lisimeter berisi tanah yang sudahditutup plastic (berat = x gram).

12.

Kembalikan lisimeter ini ke dalam lubang tempat

semula, dan usahakan agar posisinya tepat dalam


29/32

26

lubang dan permukaan tanah dalam tabung ratadengan permukaan tanah di sekitarnya.

13.

Pada sore hari (sesudah pk. 16.00 atau jika sudahtidak panas lagi), keluarkan lisimeter dan bersihkandindingnya dengan kuas. Perhatikan agar tidak ada

tanah yang menempel di dinding dan terutama yangmelekat ke plastic atau karet.

14.

Timbangan sekali lagi (berat = y gram )15.

Lembalikan lisimeter ini ke lubang semula, mungkinbesok paginya akan diulangi lagi pengukuran mulaino 8 sampai no 11, jika memenuhi syarat-syarattertentu.

16.

Catatan yang perlu diperhatikan :a.

Pengukuran yang dianggap sah (valid jika

antara dua penimbangan itu tidak terjadipenambahan air (hujan atau irigasi ) dangangguan gangguan lainnya.

b. Lisimeter yang sama dapat diukur beberapahari (maksimal 4 hari berturut-turut),selama tidak ada aliran air dari lapisan lebihdalam dari dasar lisimeter (10 cm).

Perhitungan

Cara menghitung penguapan :Luas permukaan tanah dalam lisimeter = luas tabungLuas tabung = z cm2Air yang diuapkan = bobot pagi hari bobot sore hariAir yang diuapkan = (x-y)gram = (x-y)/ z cm3Penguapan = {(x-y)/cm3}/{z cm2}= {(x-y)/z } cm

6.

LAMPIRANFormulir hasil analisa Evaporasi Tanah.


30/32

27

ANALISA HANTARAN HIDRAULIK METODE JENUH

0040207112

1. RUANG LINGKUP

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analisyang akan mengukur Hantaran Hidraulik dengan metodejenuh.

2. ALAT dan BAHAN1. Alat penetapan hantaran hidraulik jenuh2. Tabung silinder3. Tempat penampung air4. Gelas Ukur / Tabung ukur 100 ml


4. DEFINISIHantaran hidrolik tanah timbul karena adanya pori kapileryang saling bersambungan satu dengan yang lainnya. Secarakuantitatif hantaran hidrolik jenuh dapat diartikan sebagai

kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berporidalam keadaan jenuh. Dalam hal ini sebagai cairan adalahair dan sebagai media pori adalah tanah.

Penetapan hantaran hidrolik didasarkan pada hukum Darcy.Dalam hukum Darcy hantaran hidrolik dinyatakan sebagaifaktor K dalam persamaan sebagai berikut : V = -K dH/dz

Dimana : V = kecepatan aliran (LT-1)K = hantaran hidrolik (lT-1)

DH/dz = gradien potensial hidrolik

Dalam hukum ini tanah dianggap sebagi sekelompok tabungkapiler halus dan lurus denga jari-jari yang seragam.Sehingga gerakan air dalam tabung tersebut dianggapmempunyai kecepatan yang sama.Disamping dipengaruhi oleh porositas, hantaran hidrolik jugatergantung dari viskositas dan berat jenis air tanah.Hubungan ini dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai

berikut :


31/32

28

K = (K ) / (g p ),dimana

K = hantaran hidrolik jenuh (m s-1)K= permeabilitas tergantung berat oleh jenis dan

viskositas (m2

)p = berat jenis cairan (gas) (kg m-3)g = percepatan grafitasi (m s-2)n = viskositas cairan (gas) (kg m-1s-1)

Dalam persamaan diatas, berat jenis dan viskositastergantung pada temperatur dan kandungan garam dalamair. Dari persamaan (2) dapat ditekankan bahwa hantaranhidrolik hanya berkaitan dengan air, sedang permeabiliats

berkaitan dengan segala zat yang dapat bergerak melaluitanah. Berdasarkan kenyataan ini maka hantaran hidrolikdapat diukur di laboratorium dan dari hasil pengukuran inidapat digunakan untuk menghitung permeabilitas.Pengukuran hidrolik amat penting untuk beberapa aspekpertanian. Masuknya air ke dalam tanah, aliran air drainase,evaporasi air dari permukaan tanah dan penentuan besarnyaerosi tanah dengan faktor permeabilitas tanah, merupakanbeberapa keadaan yang nyata dimana hantaran hidrolik

memainkan peranannya. Pengukuran hantaran hidrolikjenuh ini digunakan metode constant head yangdikembangkan oleh De Boodt (1967). Prinsipnya : kecepatanpergerakan air melintasi tanah diduga dengan mengukurjumlah air yang melintasi kolom tanah dalan jangka waktutertentu.

5. URAIAN KERJACONTOH TANAH DENGAN SILINDER KECIL

1.

Contoh tanah dengan tabungnya direndam dalam airpada bak perendam sampai setinggi 1 cm di bawahpermukaan tabung bagaian atas selama 24 jam. Hal inidilakukan supaya udara dalam pori tanah keluar semua.

2.

Contoh tanah dengan tabungnya dipindahkan ke alatpenetapan hantaran hidrolik jenuh, kemudian airdialirkan ke dalam alat tersebut.

3.

Setelah tingginya air dalam alat pengukur konstan,ukurlah air yang menetes dalam interval waktu tertentu.

Ulangi pengukuran sampai lima kali.


32/32

4. Ambilah rata-rata dari kelima pengukuran tadi danhitung hantaran hidroliknya dengan persamaan :

K = (qL) / (A * t * H)

K = hantaran hidrolik (cm. s-1)q = vol. air yangterkumpul (cm3)L = tinggi contoh tanah (cm)A = luas permukaan tanah (cm2)t = waktu yang digunakan oleh q (s)H = perbedaan tinggi air didalam dan diluarcontoh (cm)

7.

LAMPIRAN

Formulir hasil analisa Hantaran Hiidraulik Jenuh Tanah.

Ika Lab Fisika Tanah

Documents

Transcript of Ika Lab Fisika Tanah