INSTRUKSI KERJA LABORATORIUM FISIKA TANAH Lab. Fisika Tanah Siklus 12... · Tinggi 4 cm, diameter...

INSTRUKSI KERJA LABORATORIUM FISIKA TANAH

JURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2012

Instruksi Kerja Laboratorium Fisika Tanah FPUB

i

INSTRUKSI KERJA LABORATORIUM FISIKA TANAH

JURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Kode Dokumen : 0040207100

Revisi : 3

Tanggal : 01 Oktober 2012

Diajukan oleh : Tim Unit Jaminan Mutu

Ketua,

Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU

Dikendalikan oleh : Sekretaris Jurusan

Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU

Disetujui oleh : Ketua Jurusan

Prof.Dr.Ir. Zaenal Kusuma, SU


ii

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN.................................................. i DAFTAR ISI ................................................................. iii

1. PENGAMBILAN CONTOH TANAH UTUH..................... 1 2. PENGAMBILAN CONTOH AGREGAT UTUH................. 4 3. PENGAMBILAN CONTOH TANAH DARI PROFIL

TANAH ..................................................................

5

4. ANALISA BERAT ISI METODE SILINDER................... 7 5. ANALISA BERAT ISI METODE CLOD......................... 10

6. ANALISA BERAT JENIS TANAH METODE PIKNOMETER..........................................................

13

7. ANALISA MEKANIK TANAH PENETAPAN TEKSTUR

METODE PIPET.......................................................

15 8. ANALISA KARAKTERISTIK LENGAS TANAH (KURVA

PF)........................................................................ 18

9. ANALISA KEMANTAPAN AGREGAT AYAKAN BASAH...................................................................

21

10. ANALISA INFILTRASI LAPANGAN METODE DOUBLE RING......................................................................

23

11. EVAPORASI TANAH

TERBUKA...............................................................

25

12. ANALISA KONDUKTIVITAS HIDRAULIK JENUH.......... 28 STANDAR WAKTU PENYELESAIAN PELAYANAN

LABORATORIUM FISIKA TANAH JURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA..........

33


1

1. PENGAMBILAN CONTOH TANAH UTUH

0040207101

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun

analis yang akan mengambil contoh tanah utuh dengan metode ring sample.

2. Alat dan Bahan a. Tabung contoh (Ring sampel) b. Ring master c. Sekop d. Pisau tajam dan tipis

e. Kantong plastik f. Karet tali g. Spidol permanen

3. Referensi

Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan Analisa

Fisika tanah.

4. Defisini

Tabung contoh (Ring sampel), yaitu suatu alat yang dibuat dari logam anti karat berbentuk tabung silinder. Tabung contoh tanah di jurusan tanah mempunyai ukuran

sebagai berikut: Tinggi 4 cm, diameter luar 7.93 cm dan diameter

dalam 7.63 cm. Tebal tabung harus memenuhi syarat nisbah luas kurang dari 0.1 untuk mencegah terjadinya tekanan mendatar.

Nisbah Luas ialah: (D12 – Dd2)/Dd2

dimana: D1 adalah diameter luar, dan

Dd adalah diameter dalam. Tabung dilengkapi dengan tutup plastik. Tempat menyimpan tabung berupa peti khusus dengan ukuran disesuaikan dengan ukuran dan

banyaknya tabung.


2

5. Uraian Kerja a. Ratakan dan bersihkan lapisan permukaan tanah yang

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

b. Gali tanah di sekeliling tabung dengan sekop (Gambar 1).

c. Buang sisa lapisan pertama sampai batas lapis kedua. Ratakan kemudian ambil contoh seperti cara diatas, dan

seterusnya sehingga semua contoh setiap lapisan dapat diambil.

d. Disamping mengambil contoh tanah utuh, lakukan juga

pengambilan contoh tanah agregat utuh. Catatan :

- Jumlah contoh tanah utuh pada setiap lokasi atau horison dalam profil tanah biasanya sekitar 8 tabung untuk keperluan penetapan permeabilitas, pF, berat jenis, berat isi dan ruang pori tanah.

- Jika pembuatan profil tanah tidak memungkinkan, maka sebagai penggantinya dapat dilakukan pengamatan dan pengambilan contoh tanah dari profil tanah mini (mini-pit).

e. Kerat tanah di sekeliling dengan pisau sampai mendekati permukaan tanah (Gambar 1).

f. Masukkan tabung sampel ke dalam ring master. g. Tekan tabung dengan hati-hati sampai masuk ke dalam

tanah. 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 yang terdapat pada bagian atas dan bagian bawah tabung sampai rata (Gambar 1).

k. Tutuplah tabung beserta tanahnya dengan plastik untuk mencegah penguapan dan gangguan selama dalam perjalanan.

l. Pada bagian luar tabung ditulisi keterangan yang bersisi nomor contoh tanah dan kedalaman tanah.

m. Masukkan tabung tersebut dalam kotak yang telah tersedia

(Gambar 1).


3

Catatan: Pengambilan contoh tanah utuh yang baik adalah waktu tanah dalam kondisi kapasitas lapangan. Kalau tanah terlalu kering dianjurkan agar disiram terlebih dahulu sehari sebelum pengambilan contoh.

Gambar 1. Langkah–langkah pengambilan

contoh tanah utuh.

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan Standar waktu pelayanan untuk pengambilan contoh

tanah utuh adalah 1 hari kerja untuk 1 sampai 2 profil tanah.

Jumlah contoh tanah utuh pada setiap lokasi atau horison dalam profil tanah berkisar 8 tabung untuk keperluan penetapan permeabilitas, pF, berat jenis, berat isi dan ruang

pori tanah. Pengambilan contoh tanah tergantung dari jumlah profil tanah dan kondisi lahan.

7. Lampiran Formulir pengambilan contoh tanah dan hasil analisa

fisika tanah.


4

2. PENGAMBILAN CONTOH AGREGAT UTUH

0040207102

1. Ruang Lingkup


analis yang akan mengambil contoh tanah dengan metode agregat utuh.

2. Alat dan Bahan

a. cangkul

b. kotak dengan kapasitas 2 kg c. label

3. Referensi Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa

Fisika tanah.

4. Definisi

-

5. Uraian Kerja

a. Gali tanah sampai kedalaman yang diinginkan

b. Ambil gumpalan tanah yang dibatasi oleh bidang belahan bumi (agregat utuh), masukkan ke dalam kotak (apabila tidak tersedia kotak, bisa dipakai tempat lain asal

agregat tanah tersebut tidak mengalami kerusakan selama dalam pengangkutan).

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan

Standar waktu pelayanan untuk pengambilan contoh

tanah agregat utuh adalah 1 hari kerja untuk 1 sampai 2 profil tanah. Pengambilan contoh tanah tergantung dari jumlah profil tanah dan kondisi lahan.

7. Lampiran

Formulir pengambilan contoh tanah.


5

3. PENGAMBILAN CONTAH TANAH DARI PROFIL TANAH

0040207103

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan melakukan pengambilan contoh tanah dari

profil tanah. 2. Alat dan Bahan

a. Pisau b. Tabung Kuningan c. Kantong Plastik

d. Karet Tali e. Palu f. Meteran

3. Referensi

Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa

Fisika tanah.

4. Definisi

-

5. Uraian Kerja

a. Buat profil tanah. b. Bersihkan dengan pisau permukaan profil yang akan

diamati. c. Lakukan pengamatan profil untuk menentukan horison

tanah yang terdapat dalam profil tersebut.

d. Lakukan pengambilan contoh tanah bisa dimulai dari lapisan atau horison yang paling bawah untuk menghindari kontaminasi tanah yang jatuh dari horison diatasnya.

e. Lakukan pengambilan contoh tanah utuh mulai dari lapisan paling atas dengan cara sebagai berikut : 1. Bersihkan dan ratakan permukaan lapisan pertama

pada profil yang telah diamati dan diambil contoh tanah biasa.


6

2. Ambil contoh tanah utuh seperti cara yang telah didiskusikan sebelumnya.

3. Buang sisa lapisan pertama sampai batas lapis kedua. Ratakan kemudian ambil contoh seperti cara diatas, dan seterusnya sehingga semua contoh setiap lapisan dapat

diambil. 4. Disamping mengambil contoh tanah utuh, lakukan juga

pengambilan contoh tanah agregat utuh.

Catatan : - Jumlah contoh tanah utuh pada setiap lokasi atau horison

dalam profil tanah biasanya sekitar 8 tabung untuk keperluan penetapan permeabilitas, pF, berat jenis, berat isi dan ruang pori tanah.

- Jika pembuatan profil tanah tidak memungkinkan, maka sebagai penggantinya dapat dilakukan pengamatan dan pengambilan contoh tanah dari profil tanah mini (mini-pit).


Standar waktu pelayanan untuk pengambilan contoh

tanah dari profil tanah adalah 1 hari kerja untuk 1 sampai 2 profil tanah. Pengambilan contoh tanah tergantung dari jumlah profil tanah dan kondisi lahan.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa fisika tanah.


7

4. ANALISA BERAT ISI METODE SILINDER

0040207104

1. Ruang Lingkup


analis yang akan mengukur Berat Isi metode silinder.

2. Alat dan Bahan

a. Timbangan Mettler b. Oven

c. Labu ukur 100 ml d. Beaker glass e. Timbangan OHAUS

f. Parafin g. Air aquadest h. Silinder stainless

i. Hot plate j. Botol semprot k. Gelas ukur

l. Sand box m. Benang


Fisika tanah.

4. Definisi

Bobot isi tanah (Bulk density) adalah perbandingan antara massa tanah dengan volume partikel ditambah dengan ruang pori diantaranya. Massa tanah ditentukan setelah kering

oven 105 0C dan volumenya merupakan volume dari contoh tanah yang di ambil di lapangan, sehingga dinyatakan dalam g.cm-3

5. Uraian Kerja

a. Timbangan contoh tanah dengan silindernya (x gram)

b. Timbang silinder kosong (y gram) c. Tetapkan kadar lengas contoh tanah (z gram)


8

d. Hitung bobot isi dengan rumus : Rumus: BI = (100(X-Y) / (100+Z)) / (Volume tanah)

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan Standar waktu pelayanan untuk Analisis Berat isi

(metode silinder) adalah 3 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 20 contoh tanah. Pengerjaan analisis berat isi meliputi pengovenan contoh tanah dan analisis.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa Bobot Isi Tanah

Ring blok Silinder

Massa total

tanah basah

Kadar air sub sampel

(W)

Pjg

(p)

Tgi

(t)

Lbr (L)

Dmr

()

Tgi

(p)

Mt

Tnh basah

+

kaleng

(Tb +

K)

Tnh oven

+

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 tanah

Ring blok

Vol. tanah

silinder

Massa padatan Berat isi

Mp b

g g -1 cm3 cm3 g g cm -3

k l m n o


9

Keterangan : h - i k = i - j , l = a x b x c m = 0,25 π d 2 e g n = 1+ k n o =

m


10

5. ANALISA BERAT ISI METODE CLOD

0040207105

1. Ruang Lingkup


analis yang akan mengukur Berat Isi metode clod.

2. Alat dan Bahan

a. Timbangan Mettler b. Oven

c. Labu ukur 100 ml d. Beaker glass e. Timbangan OHAUS

f. Parafin g. Air aquadest h. Silinder stainless

i. Hot plate j. Botol semprot k. Gelas ukur

l. Sand box m. Benang


Fisika tanah.

4. Definisi

Bobot isi tanah (Bulk density) adalah perbandingan antara massa tanah dengan volume partikel ditambah dengan ruang pori diantaranya. Massa tanah ditentukan setelah kering

oven 105 0C dan volumenya merupakan volume dari contoh tanah yang di ambil di lapangan, sehingga dinyatakan dalam g.cm-3

5. Uraian Kerja

A. Bobot isi (metode clod)

a. Ambil clod tanah dan letakan pada suatu wadah. b. Ikat clod tersebut dengan benang dan timbang (a).


11

c. Lapisi clod dengan parafin panas, setelah kering timbang (b).

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

e. Keringkan clod dalam oven 105 0C, dan tentukan bobot

tanah 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 clod

b = volume tanah + parafin dalam gelas ukur

berisi air c = 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 lembab 2. Dp 1/3 = bobot isi pada isapan 1/3 bar

3. 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 benang c. Letakan dalam bak perendam untuk dijenuhkan

d. Masukan kedalam sand box dan beri isapan 1/3 atm sampai kondisi setimbang (= 5 hari)

e. Keluarkan contoh - contoh tanah tersebut dan masing-

masing timbang f. Ambil satu contoh tanah dan masukan oven 105 0C g. Contoh tanah yang satunya lagi celupkan kedalam

cairan parafin sampai rata seluruh permukaannya. Dinginkan dan timbang dari sini didapatkan berat parafin.


12

h. Ukur volume clod + parafin (no g) dengan jalan mencelupkan ke dalam beaker glass / gelas ukur yang

berisi air. Kenaikan volume air sama dengan volume clod + parafin

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

parafin. Kemudian dihitung pula volume contoh 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. Dan dapat 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 dilapisi

pula dengan parafin cair sampai merata. Timbang lagi contoh tanah oven 105 0C + parafain. Dari sini didapatkan 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

silinder mengandung < 5% fragmen kasar berdiameter > 2 mm.

(berat tanah kering oven dalam silinder)

Bobot isi = ----------------------------------------------- (volume silinder)


13

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan Standar waktu pelayanan untuk Analisis Berat isi

(metode clod) adalah 3 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 20 contoh tanah. Pengerjaan analisis berat isi meliputi pengovenan contoh tanah dan analisis.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa bobot isi tanah.


14

6. ANALISA BERAT JENIS TANAH METODE PIKNOMETER

0040207106 1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan mengukur Berat jenis tanah dengan metode

volumetrik. 2. An Bahan

a. Timbangan Mettler b. Oven c. Labu ukur 100 ml

d. Beaker glass e. Timbangan OHAUS f. Parafin

g. Air aquadest h. Silinder stainless i. Hot plate

j. Botol semprot k. Gelas ukur l. Sand box

m. Benang


Fisika tanah.

4. Definisi

-

5. Uraian Prosedur

a. Tentukan kadar lengas contoh tanah yang dianalisa

b. Timbang labu ukur kosong (x gram)


15

c. Isikan tanah kering udara sekitar 50 gram ke dalam labu ukur. Kemudian timbang beserta labunya dan koreksi

dengan kadar lengas tanahnya (Y = bobot labu kosong + tanah kering oven)

d. Tambahkan air kurang lebih setengahnya sambil membilas

tanah yang menempel di leher labu. e. Untuk mengusir udara yang terjerat dalam tanah, labu

didihkan berlahan-lahan beberapa menit. f. Dinginkan labu beserta isinya sampai mencapai suhu

ruangan, kemudian tambahkan air dingin yang telah

didihkan sampai batas volume, lalu timbang (Z gram). g. Keluarkan isi labu ukur, cuci, kemudian isi dengan air

dingin yang telah dididihkan sampai batas volume.

Timbang (A gram) atau (no 7) tidak usah dilakukan bila labu ukurnya telah diketahui ukuran volumenya, misal 100 ml 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 oven X = berat labu kosong (Vol. labu 100 ml)

Z = berat labu berisi ( tanah + air) sampai garis batas A = berat labu dan air dingin, sampai garis batas

d = kerapatan air pada saat pengamatan = 1


Standar waktu pelayanan untuk Analisis Berat isi (metode silinder) adalah 3 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 20 contoh tanah. Pengerjaan analisis berat isi

meliputi pengovenan contoh tanah dan analisis.

7. Lampiran

Lampiran formulir pengamatan berat jenis tanah metode volumetrik.


16

7. ANALISA MEKANIK TANAH PENETAPAN TEKSTUR METODE PIPET

0040207107

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan mengukur daya mekanik tanah dengan

metode tekstur tanah. 2. Alat dan Bahan

Alat: a. Labu Erlenmeyer 500 ml, Gelas Piala b. Gelas Ukur 10 ml, 50 ml dan 1000 ml

c. Pengaduk listrik dan pengaduk kayu d. Ayakan 0,05 mm dan pengocoknya e. Pipet

f. 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% c. Larutkan 40 g NaPO3 (natrium metafosfat ) dalam kira -

kira 750 ml aquadest ke dalam labu ukur 1000 ml dengan cara menaburkan bubuk tersebut secara perlahan-lahan sambil dikocok. Kemudian tambahkan 10 g Na2CO3

(natrium karbonat) dan isi aquadest sampai tanda batas. d. Asam khlorida, HCl, 2M :

Masukan 90 ml HCl pekat ke dalam labu ukur 1000 ml dan dengan perlahan-lahan masukkan air suling (aquadest) sampai tanda batas.

3. Referensi


Fisika tanah.


17

4. Definisi Tekstur adalah perbandingan antara persentase partikel

pasir, debu, dan liat. 5. Uraian Kerja

a. Timbang contoh tanah kering udara 20 g masukkan ke

dalam labu erlenmeyer 500 ml dan tambahkan 50 ml air suling atau aquadest (untuk tanah-tanah kalkareous

tambahkan sedikit HCl 2M agar larutan tersebut sedikit asam)

b. Tambahkan 10 ml hidrogen peroksida, tunggu agar

bereaksi, tambahkan sekali lagi 10 ml bila reaksi sudah berkurang. Jika sudah tidak terjadi reaksi yang kuat lagi, letakkan labu diatas pemanas hot plate dan naikkan

suhunya perlahan-lahan sambil menambah hidrogen peroksida setiap 10 menit. Teruskan sampai mendidih dan tidak ada reaksi yang kuat lagi (peroksida aktif 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 biarkan

semalam.

e. Tuangkan ke dalam tabung dispersi seluruhnya dan tambahkan air suling sampai volume tertentu dan kocok

dengan pengocok listrik selama 5 menit. f. Tempatkan ayakan 0.05 mm dan corong di atas labu ukur

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 dalam

kaleng timbang dengan air dan keringkan diatas hot plate.

h. Tambahkan air suling ke dalam larutan tanah yang ditampung dalam gelas ukur 1000 ml, sampai tanda batas 1000 ml. Letakkan gelas ukur ini dibawah alat pemipet.

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 cara dipipet sebanyak 20 ml pada kedalaman 10 cm dari permukaan air (Gambar 2.2). Masukkan sampel ini ke

dalam kaleng timbang.


18

k. Keringkan sampel larutan tanah dengan meletakkan kaleng diatas hot plate atau di dalam oven dan timbanglah.

l. Pengambilan contoh yang kedua dilakukan setelah jangka waktu tertentu, pada kedalaman tertentu yang tergantung dari ukuran (diameter) partikel yang akan diambil serta

suhu dari larutan. Untuk keperluan ini dapat dilihat pada formulir hasil pengamatan.

m. Untuk menentukan sebaran ukuran pasir, ayaklah pasir hasil saringan yang sudah dikeringkan diatas satu set ayakan yang terdiri dari beberapa ukuran lubang dengan

bantuan mesin pengocok ayakan. Kemudian timbang masing-masing kelas ukuran partikel.

Perhitungan:

Partikel Liat Massa Liat = 50 x (massa pipet ke-2–massa blanko pipet ke-2)

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

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

Penentuan Kelas Tekstur Tanah

Setelah masing-masing fraksi partikel diketahui prosentasenya maka kelas tekstur tanah yang bersangkutan dapat diketahui dengan menggunakan bantuan gambar segitiga tekstur.


19

Gambar. Segitiga Tekstur (USDA) untuk penetapan kelas tekstur

6. Standar Waktu Penyelesaian Layanan

Standar waktu pelayanan untuk Analisis Tekstur adalah 5 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 20 contoh tanah.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa fisika tanah.


20

8. ANALISA KURVA KARAKTERISTIK TANAH (KURVA pF)

0040207108

1. Ruang Lingkup


analis yang akan mengukur Kurva karakteristik Tanah (Kurva pF).

2. Alat dan Bahan a. Bak Perendam contoh tanah b. Kotak Pasir (Sand Box)

c. Kotak Kaolin (Kaolin Box) d. Peralatan piring tekan (Pressure Plate Apparattus) e. Timbangan (dengan ketelitian sampai 0.1 g)

f. Oven dan kaleng timbang


Fisika Tanah.

4. Definisi

Ada hubungan antara jumlah air yang ada dalam

ruangan pori (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) maka kekuatan ikatan itu semakin lemah (potensial semakin rendah) dan sebaliknya. Hubungan ini dapat digambarkan dalam

sebuah kurva, antara potensial matriks yang digambar dalam skala logaritmik (sumbu y) dengan kadar air tanah volume sebagai sumbu x. Kurva ini dinamakan kurva karakteristik air

tanah atau kurva pF. Prinsip penetapannya adalah menyetimbangkan contoh tanah jenuh pada tekanan atau

isapan tertentu dan setelah setimbang diukur kadar airnya, sehingga diperoleh hubungan antara besarnya tekanan atau isapan (dinyatakan dengan pF) dan besarnya kadar air volume

dari contoh tanah setelah setimbang (θ ).


21

5. Uraian Kerja

a. Persiapkan dua macam contoh tanah yang diambil dari lapangan yaitu contoh tanah biasa dan contoh tanah utuh atau contoh tanah dengan agregat utuh. Contoh tanah

utuh diambil dengan silinderatau berupa agregat utuh. b. Masukkan contoh tanah dalam silinder ke dalam air

sehingga permukaan air berada 2-4 cm di bawah permukaan silinder, dan biarkan beberapa jam sampai beberapa hari, untuk membawa tanah kepada keadaan

jenuh tergantung dari jenis tanahnya. c. Jika contoh tanah berupa agregat utuh, masukkan agregat

ke dalam genangan air yang tingginya sekitar 0,5 – 1 cm

dan biarkan beberapa lama sampai jenuh. Hati-hati karena ada agregat yang mudah pecah bila dimasukkan air.

d. Alat yang dipakai adalah “ kotak pasir atau liat” yang diatur

sehingga permukaan air berada pada level tertentu sesuai dengan tekanan matriks yang dikehendaki.

e. Letakkan contoh tanah utuh atau agregat utuh pada

permukaan pasir atau liat yang sudah disiapkan tekanannya. Yakinkan kalau sudah terjadi kontak yang baik antara contoh tanah dengan permukaan pasir atau liat.

Untuk setiap contoh tanah pada setiap tekanan ulangi minimal dua kali (duplo).

f. Biarkan contoh tanah itu menyatu dengan sistem yang ada sehingga kesetimbangannya tercapai. Biasanya setelah 4 – 10 hari tergantung dari tekstur tanah.

g. Setelah kesetimbangan tercapai. Tentukanlah kadar air setiap contoh tanah.

h. Pada kesetimbangan di bawah -0.3 bar dipergunakan

piring yang diberi tekanan ( pressure plate apparatus ) dan diperlukan contoh tanah biasa.

i. Siapkan alat yang dipergunakan, khususnya piring keramik

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 yang sudah dipasang dalam tabungnya.


22

k. Tutuplah tabung dan periksalah semua bagian alat ini dengan teliti sebelum mengalirkan gas yang bertekanan

tinggi. l. Aturlah tekanan udara dalam tabung pada tekanan 10 bar,

kemudian tentukan pula pengukuran pada tekanan 15 bar,

biarkan sampai sistem ini mencapai kesetimbangan antara 3-5 hari.

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

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan Standar waktu pelayanan untuk Analisis kurva

karakteristik tanah adalah 10 hari. Waktu tersebut berlaku

untuk 1 sampai 20 contoh tanah.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa kurva karakteristik tanah.


23

9. ANALISA KEMANTAPAN AGREGAT METODE AYAKAN BASAH

0040207109

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan mengukur kemantapan agregat dengan

metode ayakan basah. 2. Alat dan Bahan

a. Satu set ayakan dan alat penggerak ayakan b. Spatula, sendok, kuas c. Timbangan (ketelitian samapai 0,1 g)

d. Kaleng Timbang e. Oven atau hotplate


Fisika tanah.

4. Definisi

Struktur tanah menggambarkan bagaimana partikel-

partikel tersusun menjadi gumpalan yang dinamakan agregat. Karakterisasi dan evaluasi terhadap struktur tanah biasanya didasarkan pada sifat agregatnya, yaitu bentuk agregat,

ukuran agregat dan kemantapan agregat. Bentuk agregat dievaluasi berdasarkan kenampakan dan ukurannya dapat

diukur langsung dengan meteran. Kemantapan agregat ditentukan melalui beberapa cara : pembasahan, pemberian bahan kimia, perlakuan pemberian tekanan, dengan benturan

antar agregat (dikocok), atau kombinasi diantaran Bahan

5. Uraian Kerja

a. Persiapan contoh tanah Ambil contoh tanah agregat utuh dari lapangan, segera dikeringudarakan. Hilangkan batu dan kerikil. Pilihlah

agregat yang berdiameter antara 4,75 mm sampai 8 mm


24

melalui pengayakan jika perlu agregat yang terlalu besar dipecahkan terlebih dahulu.

b. Sebelum analisis, tentukan lebih dulu kandungan air dari contoh tanah.

c. Siapkan satu set ayakan yang disusun mulai dari yang

memiliki lubang terbesar paling atas berurutan sampai yang lubangnya paling kecil terbawah.

d. Masukkan sekitar 50 g contoh tanah dan sebar dengan hati-hati pada ayakan yang paling atas kemudian masukkan ke dalam tabung silinder yang telah diisi air

serta kaitkan dengan mesin penggerak. Hubungkan dengan aliran listrik sekitar 5 menit dengan kecepatan 70 rpm.

e. Matikan aliran listrik setelah 5 menit dan turunkan susunan ayakan.

f. Pindahkan tanah yang tertinggal di masing-masing ayakan

ke kaleng timbang yang sudah diketahui beratnya dan keringkan dalam oven pada suhu 105o C selama 24 jam atau diatas hotplate sampai kering.

g. Catatan: memindahkan tanah dari ayakan ke kaleng timbang harus dilakukan secara cermat, karena tanah mudah tertinggal di sela-sela lubang ayakan.

h. Setelah kering timbanglah setiap contoh tanah yang diperoleh dari masing-masing diameter.

Perhitungan : DMR = Σ [(Øi * Mpi)/ (ΣMp)]

dimana:

Øi = diameter rata-rata; Mpi = massa tanah pada ayakan, ΣMp = toatl massa tanah

6. Standar Waktu Penyelesaian Pelayanan Standar waktu pelayanan untuk Analisis kemantapan

Agregat adalah 3 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai

20 contoh tanah.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa kemantapan agregat tanah.


25

10. ANALISA INFILTRASI LAPANGAN METODE DOUBLE RING

0040207110

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan mengukur infiltrasi tanah di lapangan

dengan metode double ring. 2. Alat dan Bahan

a. Silinder ganda (double rings) dan perlengkapannya b. Tandon air c. Stopwatch

d. Kaleng timba e. Penggaris f. Air

3. REFERENSI


fisika tanah.

4. Definisi

Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui seluruh atau sebagian permukaan tanah.

Laju infiltrasi didefinisikan sebagai volume aliran

(flux) air yang mengalir ke dalam profil per unit luas permukaan tanah. Bila kita lihat profil tanah selama infiltrasi,

maka lapisan permukaan pada kedalaman beberapa mm atau cm di permukaan kondisinya jenuh (saturation zone), kemudian lapisan yang lebih dalam kadar lengasnya agak

seragam atau uniform disebut sebagai transmission zone. Di bawah lapisan ini terdapat lapisan yang kadar airnya menurun sangat tajam disebut wetting zone dan ujung dari aliran air ke

bawah disebut sebagai wetting front yang merupakan garis batas antara lapisan tanah kering dengan aliran infiltrasi.


26

5. Uraian Kerja 1. 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.

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

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

5. Mulai pengukuran infiltrasi dengan menarik keluar

lembaran plastik dari dalam silinder kecil dan jalankan stopwatch serta amati dan catat tinggi permukaan air dalam silinder setiap 1 menit (tergantung dari cepat atau

lambatnya penurunan muka air ini). 6. Permukaan air dalam silinder ini dapat dipertahankan

dengan dua cara:

a. Mempertahankan permukaan air selalu tetap, misalnya ada tendon air yang dihubungkan dengan slang plastic yang ujungnya diatur pada kedalaman tertentu dari

permukaan air. Cara ini dinamakan metode constant head.

b. Menambahkan air dengan cepat apabila permukaan

air sudah menurun pada tinggi tertentu untuk mengembalikan ke ketinggian semula.


Standar waktu pelayanan untuk Analisis Infiltrasi

lapangan (metode double ring) adalah 1 hari kerja. Analisis ini dilakukan di lapangan. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 3 lokasi pengamatan atau tergantung kondisi lapangan.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa Infiltrasi tanah.


27

11. EVAPORASI TANAH TERBUKA

0040207111

1. Ruang Lingkup


analis yang akan mengukur Evaporasi Tanah terbuka.

2. Alat dan Bahan

a. Silinder dari PVC ( diameter 8-10 cm, tinggi 5 cm ) b. Pisau atau alat pemotong tanah

c. Palu atau alat pemukul d. Lembaran plastic e. Karet tali

f. Timbangan g. Kuas atau sikat


fisika tanah.

4. Definisi

Air yang masuk ke dalam tanah tidak pernah tinggal

diam. Salah satu penyebab pergerakan air adalah proses penguapan dari permukaan tanah ke atmosfer yang terjadi secara terus menerus. Penguapan terjadi karena tekanan uap

air di atmosfer lebih rendah dari tekanan uap air di permukaan tanah. Pada tanah lembab, tekanan uap air sangat besar

mendekati tekanan jenuh. Tekanan uap air di atmosfer dipengaruhi oleh factor-faktor iklim atau cuaca. Perbedaan tekanan ini menyebabkan aliran uap air dari permukaan tanah

ke atmosfer. Hal ini sering dikatakan sebagai kehausan atmosfer (evaporative demand) yang ditentukan oleh factor-faktor iklim.

3 hal yang mempengaruhi penguapan air dari permukaan tanah yang terbuka yaitu : a. kebutuhan atmosfer ( atmospheric demand) yang

ditentukan oleh factor iklim seperti suhu udara, radiasi matahari, tekanan uap air dan angina.


28

b. Ketersediaan air di permukaan tanah. Tanah basah berarti persediaan banayak maka potensi penguapan juga besar.

c. laju penggantian air dari lapisan di bawahnya. Jika laju aliran air cepat maka evaporasi besar, tetapi jika laju aliran lambat atau bahkan terputus maka penguapan sangat

rendah.

5. Uraian Kerja 1. Siapkan silinder yang akan dipergunakan untuk lisimeter. 2. Siapakan pipa PVC yang diameternya sekitar 3 ½ inci

atau sekitar 7,5 cm. 3. Potonglah pipa PVC tersebut sehingga masing- masing

panjangnya 10 cm.

4. Gosoklah salah satu ujungnya sehingga meruncing untuk mempermudah masuknya lisimeter ke dalam tanah.

5. Proses pengukuran evaporasi dilakukan pada siang hari

(antara pkl 07.00 – 16.00). Jadi usahakan semua proses awal berikut dapat diselesaikan sebelum pkl 07.00.

6. Bersihkan dan ratakan permukaan tanah yang akan

diukur. 7. Letakkan lisimeter di atas permukaan tanah yang sudah

diratakan, dengan sisi runcing berada di bagian bawah.

8. Tekanlah lisimeter dengan kuat ke dalam tanah secara hati-hati, sehingga ujung atas lisimeter rata dengan

permukaan tanah. Jika diperlukan dapat dibantu dengan memukul secara perlahan-lahan dan hati-hati.

9. Keluarkan lisimeter yang telah berisi tanah secara ekstra

hati-hati agar tanah yang ada di dalamnya tidak tumpah. Agar lebih mudah mengeluarkan lisimeter, dapat dibantu dengan menggali tanah di sekitar tabung.

10. Ratakan tanah di bagian bawah dan tutuplah dengan lembaran plastic dan ikatlah dengan tali karet. Catatan : yang tertutup adalah bagian dasar lisimeter dan yang

terbuka adalah bagian atas. 11. Timbanglah lisimeter berisi tanah yang sudah ditutup

plastic (berat = x gram).


29

12. Kembalikan lisimeter ini ke dalam lubang tempat semula, dan usahakan agar posisinya tepat dalam lubang dan

permukaan tanah dalam tabung rata dengan permukaan tanah di sekitarnya.

13. Pada sore hari (sesudah pk. 16.00 atau jika sudah tidak

panas lagi), keluarkan lisimeter dan bersihkan dindingnya dengan kuas. Perhatikan agar tidak ada tanah yang

menempel di dinding dan terutama yang melekat ke plastic atau karet.

14. Timbangan sekali lagi (berat = y gram )

15. Lembalikan lisimeter ini ke lubang semula, mungkin besok paginya akan diulangi lagi pengukuran mulai no 8 sampai no 11, jika memenuhi syarat-syarat tertentu.

16. Catatan yang perlu diperhatikan : a. Pengukuran yang dianggap sah (valid jika antara dua

penimbangan itu tidak terjadi penambahan air (hujan

atau irigasi ) dan gangguan gangguan lainnya. b. Lisimeter yang sama dapat diukur beberapa hari

(maksimal 4 hari berturut-turut), selama tidak ada

aliran air dari lapisan lebih dalam dari dasar lisimeter (10 cm).

Perhitungan Cara menghitung penguapan:

Luas permukaan tanah dalam lisimeter = luas tabung Luas tabung = z cm2 Air yang diuapkan = bobot pagi hari – bobot sore hari

Air yang diuapkan = (x-y)gram = (x-y)/ z р cm3 Penguapan = {(x-y)/р cm3}/{z cm2}= {(x-y)/z р} cm


Standar waktu pelayanan untuk Analisis Infiltrasi

lapangan (metode double ring) adalah 1 hari kerja. Analisis ini dilakukan di lapangan. Waktu tersebut berlaku untuk 1 sampai 2 lokasi pengamatan atau tergantung kondisi lapangan.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa evaporasi tanah.


30

12. ANALISA HANTARAN HIDRAULIK METODE JENUH

0040207112

1. Ruang Lingkup

Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis yang akan mengukur Hantaran Hidraulik dengan

metode jenuh. 2. Alat dan Bahan

a. Alat penetapan hantaran hidraulik jenuh b. Tabung silinder c. Tempat penampung air

d. Gelas Ukur / Tabung ukur 100 ml 3. Referensi

Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa Fisika tanah.

4. Definisi Hantaran hidrolik tanah timbul karena adanya pori

kapiler yang saling bersambungan satu dengan yang lainnya.

Secara kuantitatif hantaran hidrolik jenuh dapat diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh. Dalam hal ini sebagai cairan

adalah air dan sebagai media pori adalah tanah. Penetapan hantaran hidrolik didasarkan pada hukum Darcy.

Dalam hukum Darcy hantaran hidrolik dinyatakan sebagai faktor 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

tabung kapiler halus dan lurus denga jari-jari yang seragam.


31

Sehingga gerakan air dalam tabung tersebut dianggap mempunyai kecepatan yang sama.

Disamping dipengaruhi oleh porositas, hantaran hidrolik juga tergantung dari viskositas dan berat jenis air tanah. Hubungan ini dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai

berikut : K = (K” η ) / (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-1 s-1)

Dalam persamaan diatas, berat jenis dan viskositas

tergantung pada temperatur dan kandungan garam dalam air. Dari persamaan (2) dapat ditekankan bahwa hantaran hidrolik hanya berkaitan dengan air, sedang permeabiliats berkaitan

dengan segala zat yang dapat bergerak melalui tanah. Berdasarkan kenyataan ini maka hantaran hidrolik dapat diukur di laboratorium dan dari hasil pengukuran ini dapat

digunakan untuk menghitung permeabilitas. Pengukuran hidrolik amat penting untuk beberapa

aspek pertanian. Masuknya air ke dalam tanah, aliran air drainase, evaporasi air dari permukaan tanah dan penentuan besarnya erosi tanah dengan faktor permeabilitas tanah,

merupakan beberapa keadaan yang nyata dimana hantaran hidrolik memainkan peranannya. Pengukuran hantaran hidrolik jenuh ini digunakan metode “ constant head “ yang

dikembangkan oleh De Boodt (1967). Prinsipnya : kecepatan pergerakan air melintasi tanah diduga dengan mengukur jumlah air yang melintasi kolom tanah dalan jangka waktu

tertentu. 5. Uraian Kerja

Contoh Tanah dengan Silinder Kecil 1. Contoh tanah dengan tabungnya direndam dalam air pada

bak perendam sampai setinggi 1 cm di bawah permukaan


32

tabung bagaian atas selama 24 jam. Hal ini dilakukan supaya udara dalam pori tanah keluar semua.

2. Contoh tanah dengan tabungnya dipindahkan ke alat penetapan hantaran hidrolik jenuh, kemudian air dialirkan 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. 4. Ambilah rata-rata dari kelima pengukuran tadi dan hitung

hantaran hidroliknya dengan persamaan :

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

dimana:

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 diluar contoh

(cm)


Standar waktu pelayanan untuk Analisis Hantaran hidraulik jenuh adalah 10 hari. Waktu tersebut berlaku untuk 1

sampai 20 contoh tanah.

7. Lampiran

Formulir hasil analisa hantaran hiidraulik jenuh tanah.


33

STANDAR WAKTU PENYELESAIAN PELAYANAN

LABORATORIUM FISIKA TANAH

JURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

NO LABORATORIUM

FISIKA

WAKTU PENYELESAIAN

(HARI)

JUMLAH

SAMPEL MAKSIMAL

PER ANALISIS

HARGA (Rp)

1 Tekstur ( Pipet / Hidrometer )

5 20 30.000,00

2

Kemantapan agregat (ayakan kering/basah)/St

ruktur

3 20 20.000,00

3 PF (0 ; 2, 2,5 ; 4,2)

10 20 30.000,00

4

Batas cair, batas plastis, indexplastisitas

5 20 15.000,00

5 Kekuatan Tanah (Penetrometer)

1 20 15.000,00

6 BI : BJ : % pori@

3 20 20.000,00

7 Permeabilitas 3 20 15.000,00

8 Shearstength 1 20 20.000,00

9 Cole 10 20 30.000,00

10 Kadar Air 2 20 10.000,00

11 Sedimentasi 2 20 20.000,00

INSTRUKSI KERJA LABORATORIUM FISIKA TANAH Lab. Fisika Tanah Siklus 12... · Tinggi 4 cm, diameter...

Documents

Transcript of INSTRUKSI KERJA LABORATORIUM FISIKA TANAH Lab. Fisika Tanah Siklus 12... · Tinggi 4 cm, diameter...