Hantaran Hidrolik (Hidraulic Conductivity)

22
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang HIDRAULIC CONDUCTIVITY (HC) merupakan suatu parameter sifat fisik tanah yang menunjukkan kemampuan tanah dalam keadaan jenuh untuk melakukan/melewatkan air. Dengan demikian nilai hantaran hidrolik suatu tanah juga mencerminkan suatu kondisi pori tanah oleh penyuusunan butir-butir dan agregat tanah. HC dapat ditentukan dengan metode pendugaan (metode korelasi) dan melalui pengukuran. Pendugaan HC melaui metode korelasi dilakukan dengan memakai metode distribusi ukuran butir atau metode permukaan spesifik. Kedua metode dapat digunakan untuk pendugaan HC karena adanya hubungan yang erat antara ukuran dan jumlah pori serta ukuran butir dengan HC. Penetapan nilai HC melalui pengukuran dapat dilakukan di laboratorium atau lapangan. Metode yang sering digunakan adalah metode Constand Head, Falling Head dan Ring Sample (dilaboratorium).

Transcript of Hantaran Hidrolik (Hidraulic Conductivity)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

HIDRAULIC CONDUCTIVITY (HC) merupakan suatu

parameter sifat fisik tanah yang menunjukkan kemampuan

tanah dalam keadaan jenuh untuk melakukan/melewatkan

air. Dengan demikian nilai hantaran hidrolik suatu

tanah juga mencerminkan suatu kondisi pori tanah oleh

penyuusunan butir-butir dan agregat tanah.

HC dapat ditentukan dengan metode pendugaan

(metode korelasi) dan melalui pengukuran. Pendugaan HC

melaui metode korelasi dilakukan dengan memakai metode

distribusi ukuran butir atau metode permukaan spesifik.

Kedua metode dapat digunakan untuk pendugaan HC karena

adanya hubungan yang erat antara ukuran dan jumlah pori

serta ukuran butir dengan HC. Penetapan nilai HC

melalui pengukuran dapat dilakukan di laboratorium atau

lapangan. Metode yang sering digunakan adalah metode

Constand Head, Falling Head dan Ring Sample (dilaboratorium).

Sedangkan dilapangan dipergunakan metode Auger Hole,

Inverse auger Hole dan Peizometer.

B. Tujuan

Mengetahui kemampuan suatu tanah untuk meloloskan

atau melewatkan air.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Sifat-sifat tanah yang berhubungan dengan tindakan

pengolahan tanah (angka Atterberg) adalah batas

mengalir / liquid limit (jumlah air terbanyak yang

dapat ditahan tanah), batas melekat (kadar air dimana

tanah mulai tidak dapat melekat pada benda lain), batas

menggolek (kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak

dapat digolek-golekkan lagi), indesk plastisitas /

palsticity indeks (perbedaan kadar air pada batas

mengalir dengan batas menggolek), jangka olah (besarnya

perbedaan kandungan air pada batas melekat dengan batas

menggolek), dan bats ganti warna / titik ubah (batas

terendah kadar air yang dapat diserap taamanan).

(Sarwono, 1987)

Sifat morfologi tanah adalah isfat-sifat tanah

yang dapat diamati dan dipelajari di lapang. Sebagian

dari sifat-sifat morfologi tanah merupakan sifat-sifat

fisik tanah tersebut. (Sarwono, 1987)

HC jenuh adalah suatu konstanta yang menentukan

aliran suatu cairan melalui suatu medium jenuh pada

suatu luas penampang tertentu yang berasal dari turunan

empiris hubungan beberapa faktor yang dikemukakan oleh

Darcy, yaitu:

q = KA.h/L

Keterangan :

q  : kecepatan volume aliran yang melewati suatu

bidang normal (tegak lurus arah aliran)

K : konstanta

h  : Hidraulik head, yang mempengaruhi pergerakan

air dari suatu tempat ke tempat lain.

L : panjang atau tebal suatu media/contoh tanah

yang dialiri aliran.

Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam

tanah melalui permukaan tanah. Infiltrasi memiliki

peranan penting di alam dan dalam kehidupan manusia,

karena menyediakan air untuk pertumbuhan tanaman,

menyumbangkan air kedalam air bawah tanah (ground

water) sehingga melestarikan aliran air di musim

kemarau , menurunkan aliran permukaan, erosi, dan

pergerakan sedimen dan bahan polutan ke dalam sistem

perairan permukaan tanah. Hantaran hidrolik (HC)

merupakan fungsi utama dari kadar air tanah dan dapat

didefinisikan sebagai kemuahan dimana air dapat

bergerak di dalam tanah pada kadar air tanah yang

berbeda.

Parameter sifat fisik tanah yang paling

berpengaruh terhadap hantaran hidrolik jenuh adalah

pori makro. Pori makro nyata meningkatkan hantaran

hidrolik jenuh. Pori mikro berpengaruh negatif terhadap

hantaran hidrolik jenuh.Indeks Stabilitas Tanah

berpengaruh secara tidak langsung terhadap hantaran

hidrolik jenuh.Pori makro meningkat bersamaan dengan

meningkatnya Indeks Stabilitas Tanah. (Darmansyah,2004)

Konservasi tanah diartikan sebagai penempatan

setiap bidang tanah pada cara penggunaan yang sesuai

dengan kemampuan tanah tersebut dan memperlakukannya

sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan agar tidak

terjadi kerusakan tanah. Sifat-sifat fisik dan kimia

tanah, dan keadaan topografi lapangan menentukan

kemampuan tanah untuk suatu penggunaan dan perlakuan

yang diperlukan. Usaha-usaha konservasi tanah ditujukan

untuk (1) mencegah kerusakan tanah oleh erosi, (2)

memperbaiki tanah yang rusak, (3) memelihara serta

meningkatkan produktivitas tanah agar dapat

dipergunakan secara lestari, dengan demikian maka

konservasi tanah tidaklah berarti penundaan penggunaan

tanah atau pelarangan penggunaan tanah, tetapi

menyesuaikan macam penggunaan dengan kemampuan tanah

dan memberikan perlakuaan sesuai dengan syarat-syarat

tertentu, agar tanah dapat berfungsi secara lestari.

(Arsyad, 2000)

Pori-pori tanah adalah bagian yang tidak terisi

bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air).

Dibedakan menjadi pori-pori kasar (berisi udara atau

air gravitasi/air yang mudah hilang karena gaya

gravitasi), dan pori-pori halus (berisi air kapiler

atau udara). (Sarwono, 1987)

Batas suatu horison dengan horison lain dalam

suatu profil tanah dibedakan kedalam beberapa tingkatan

yaitu nyata ( lebar peralihan kurang dari 2,5

cm ), jelas ( lebar peralihan 2,5 – 6,5

cm), berangsur ( lebar peralihan 6,5 – 12,5 cm),

dan baur ( lebar peralihan lebih dari 12,5 cm ). Bentuk

tofografi dari batas horison dapat rata, berombak,

tidak teratur atau terputus. Warna tanah ditentukan

dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam

buku Munsell Soil Color Chart. Dibagi menjadi tiga

variabel, yaitu :

1. Hue adalah warna spektrum yang dominan sesuai

dengan panjang gelombangnya. Hue dibedakan menjadi

5R; 7,5R; 10 R; 2,5YR; 5YR; 7,5YR; 10YR; 2,5Y; dan

5Y.

2. Value menunjukan gelap terangnya warna, sesuai

dengan banyaknya sinar yang dipantulkan. Value

dibedakan dari 0 sampai 8, dimana makin tinggi

value menunjukan warna makin terang.

3. Chroma menunjukan kemurnian atau kekuatan dari

warna spektrum. Chroma dibagi dari 0 sampai 8,

dimana makn tinggi chroma menunjukkan kemurnian

spketrum atau kekuatan warna spektrum makin

meningkat.

Pertumbuhan dan produksi tanaman yang optimum

tidak hanya ditentukan oleh jumlah dan tingkat

ketersediaan hara, tetapi juga sangat tergantung pada

sifat fisik tanahnya. Arsyad (2006) mengemukakan bahwa

produksi optimum suatu tanaman dapat dicapai dengan

pemupukan hanya jika sifat-sifat fisik tanahnya baik.

Hantaran hidrolik tanah merupakan parameter sifat fisik

tanah yang dalam keadaan alamiah nilainya sangat

beragam pada setiap jenis tanah. Nilai hantaran

hidrolik tanah mempunyai peran penting dalam teknik

pengelolaan tanah dan air dan dalam evaluasi kemampuan

dan kesesuaian lahan (Sitorus, 1980).

III. METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Waktu dilakukannya praktikum Hantaran Hidrolik

(Hidraulic Conductivity) yaitu 21 Juni 2013 Pukul 14.00

– 17.00 WIB, bertempat di Laboratorium Konservasi

Fakultas Pertanian.

B. Alat dan Bahan

Alat-alat yang diperlukan dan digunakan dalam

Hantaran Hidrolik (Hidraulic Conductivity) yaitu bor

tanah, pelampung, mistar rol 2 meteran, tali, ember,

gayung air, pipa pralon 2.5 inc, dan stopwatch.

Bahan-bahan yang digunakan dalam Hantaran Hidrolik

(Hidraulic Conductivity) yaitu air, seresah dan batu.

C. Prosedur Kerja

a. Dibor tanah sampai kedalaman 60 cm

b. Disiram lubang dan tanah disekitar lubang

c. Isi lubang dengan air

d. Diturunkan alat pelampung

e. Diukur penurunan permukaan air tanah untuk

setiap periode waktu 1 menit dengan 5 kali

ulangan, 2 menit dengan 3 kali ulangan, 3 menit

dengan 3 kali ulanggan dan 5 menit dengan 3

kali ulangan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

1. Pengamatan Penurunan Air Pada Lubang Pengamatan

t (x) ∆ t h ∆ h

1 1 18.5 0

2 1 20 1.5

3 1 21 1

4 1 22 1

5 1 23 1

7 2 25 2

9 2 27.5 1.5

11 2 29 1.5

14 3 29 0

17 3 32.5 3.5

20 3 34 1.5

25 5 37.5 3.4

30 5 40 2.5

35 5 42 2

2. Perhitunggan

x y ln x ln y x2 y2 x.y

1 18.5 0 2.9 1 342.2

5

18.5

2 20 1 3 4 400 40

3 21 1.2 3.1 9 441 63

4 22 1.3 3.1 16 484 88

5 23 1.6 3.1 25 529 115

7 25 1.9 3.2 49 625 175

9 27.5 2.1 3.3 81 756.2

5

247.

5

11 29 2.3 3.4 121 841 319

14 29 2.6 3.4 196 841 406

17 32.5 2.8 3.5 289 1056.

25

552.

5

20 34 3 3.5 400 1156 680

25 37.5 3.2 3.6 625 1406.

25

937.

5

30 40 3.4 3.7 900 1600 1200

35 42 3.5 3.8 1225 1764 1470

=∑

183

401 29.9 46.6 3941 12242 6312

xy∑ = εxy−εx.εy

N

= 6312−183x401

14

= 1070.36

x∑ 2 = εx2−ε(x)2

N

= 3941−(183)2

14

= 1548.93

Tg α = εxyεx2

= 6312(183 )2

= 2.638

k = 1.15 x (r) x (tg α)

= 1.15 x 7.5 x 2.638

= 22.75

B. Pembahasan

Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam

tanah melalui permukaan tanah. Hantaran hidrolik (HC)

merupakan fungsi utama dari kadar air tanah yang

bergerak di dalam tanah pada kadar air tanah yang

berbeda. Tanah yang memiliki lahan resapan air yang

sangat sedikit sekali disertai dengan penggunaan air

tanah yang sangat berlebihan menyebabkan penurunan

permukaan tanah serta mengakibatkan sulitnya untuk

mendapatkan air berkualitas baik dan cukup di kawasan

tersebut. Penyebab utama penurunan cadangan air bawah

tanah adalah menurunnya kemampuan tanah untuk

meresapkan air (hantaran hidrolik) pada daerah

tangkapan air sebagai akibat kesalahan dalam

pengelolaan lahan sehingga tidak sesuai dengan

kemampuannya serta tidak diterapkannya kaidah-kaidah

konservasi tanah dan air secara memadai.

Erodibilitas tanah (K) adalah kepekaan tanah

terhadap erosi. Erodibiltas tanah dapat diduga dengan

mengetahui nilai analisis ukuran partikel (tekstur

tanah), kandungan C-organik dan permeabilitasnya.

Ada dua kategori besar menentukan konduktivitas

hidrolik:

a. Pendekatan empiris yang konduktivitas hidrolik

berkorelasi dengan sifat tanah seperti ukuran

pori dan ukuran partikel distribusi dan tekstur

tanah.

b. Eksperimental pendekatan dengan konduktivitas

hidrolik yang ditentukan dari percobaan hidrolik

menggunakan Hukum Darcy. (Gembala, 1989).

Praktikum ini menggunakan metode inversed Auger

Hole. Pada metode ini yang diukur adalah penurunan

permukaan air pada lubang setelah tanah dibuat dalam

keadaan jenuh. Pengukur Hantaran Hidrolik pada horizon

tanah diatas permukaan tanah. (Ground Water)

Pengukuran HC di lapangan dapat dilakukan dengan

metode Auger Hole, Inverse Auger Hole dan Peizometer.

Dalam pelaksanaannya, pengukuran HC dapat dilaksanakan

dengan membuat :

a. Permukaan air tanah tetap (yang diukur dengan

jumlah air yang dikeluarkan per satuan waktu).

b. Permukaan air tanah berubah (yang diukur adalah

kenaikan atau penurunan permukaan air tanah per

satuan waktu).

1. Metode Auger Hole

Metode ini biasanya dipakai untuk daerah-daerah

yang permukaan air tanahnya (ground water) berada agak

dangkal (tidak terlalu dalam) dengan demikian

pengukuran hanya sedalam profil. Metode ini biasanya

digunakan untuk daerah pertanian. “Prinsip : pengukuran

kenaikan permukaan air”

Metode ini kurang sesuai jika dipakai pada profil

tanah yang :

Homogen

tekstur kasar dan berbatu

pada tempat-tempat dimana terdapat sumber

artesis.

Komponen-komponen yang diukur dalam metode ini

adalah :

kedalaman lubang

kedalaman muka air tanah

jari-jari lubang

jarak dasar lubang denagn lapisan kedap air

jarak atas mula-mula dengan permuakan air

jarak atas dengan permukaan air setelah ditimba

kedalaman lubang dikurangi kedalaman muka air

tanah

2. Metode Inverse Auger Hole (kebalikan Auger Hole)

Metode ini digunakan jika permukaan air sangat

dalam, pada metode ini yang diukur adalah penurunan

permukaan air pada lubang setelah tanah dibuat dalam

keadaan jenuh. Jadi pengukuran HC pada horizon tanah

diatas permukaan tanah (ground water). Persyaratan

daerah sama dengan metode Auger Hole.

3. Metode Piezometer

Untuk tanah yang mempunyai permukaan air tanah

tinggi (tergenang) dan tanah dengan nilai HC sangat

tinggi. Dengan demikian banyak dipakai untuk daerah

pasang surut. Pipa paralon yang dipasang di dinding

lubang bor adalah untuk mengurangi kecepatan kenaikan

permukaan air tanah dalam lubang (kenaikan air

diusahakan tidak melalui sisa-sisa lubang).

Berdasarkan hasil praktikum hantaran hidrolik yang

dilakukan di halaman gedung B fakultas Pertanian Unsoed

didapatkan hasil xy sebesar 1070.36, x∑ ∑ 2 sebesar

1548.93, tg x sebesar 2.638 dan didapatkan

konduktivitas 22.75. Hal ini menunjukkan penurunan air

pada horizon diatas permukaan tanah tidak begitu

tinggi. Hal ini terjadi karena keadaan tanah yang telah

jenuh yang disebabkan pada beberapa hari telah turun

hujan sehingga tidak dapat lagi terjadi penyerapan atau

penurunan air secara signifikan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam

tanah melalui permukaan tanah. Hantaran hidrolik

(HC) merupakan fungsi utama dari kadar air tanah

yang bergerak di dalam tanah pada kadar air tanah

yang berbeda.

2. Penyebab utama penurunan cadangan air bawah tanah

adalah menurunnya kemampuan tanah untuk meresapkan

air (hantaran hidrolik) pada daerah tangkapan air

sebagai akibat kesalahan dalam pengelolaan lahan

sehingga tidak sesuai dengan kemampuannya serta

tidak diterapkannya kaidah-kaidah konservasi tanah

dan air secara memadai.

3. Praktikum ini menggunakan metode inversed Auger

Hole. Pada metode ini yang diukur adalah penurunan

permukaan air pada lubang setelah tanah dibuat

dalam keadaan jenuh. Pengukur Hantaran Hidrolik

pada horizon tanah diatas permukaan tanah.

4. Berdasarkan hasil praktikum hantaran hidrolik yang

dilakukan di halaman gedung B fakultas Pertanian

Unsoed didapatkan hasil xy sebesar 1070.36, x∑ ∑ 2

sebesar 1548.93, tg x sebesar 2.638 dan didapatkan

konduktivitas 22.75. Hal ini menunjukkan penurunan

air pada horizon diatas permukaan tanah tidak

begitu tinggi. Hal ini terjadi karena keadaan

tanah yang telah jenuh yang disebabkan pada

beberapa hari telah turun hujan sehingga tidak

dapat lagi terjadi penyerapan atau penurunan air

secara signifikan.

B. Saran

Kalau bisa praktikum hantaran hidrolik didahulukan

karena pada praktikum ini membutuhkan waktu yang cukup

lama.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 2000. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor

Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor

Darmansyah, Adang. 2004. Hantaran Hidrolik Jenuh Tanah Sebagai

Akibat Berbagai Pola Pengelolaan Lahan. Institut

Pertanian Bogor, Bogor

Gembala, Russell G. 1989. "Korelasi permeabilitas dan butir-

ukuran" Air. Ground 27(5): 633-

638. DOI : 10.1111/j.1745-6584.1989.tb00476.x

Hardjowigeno, Sarwono. 1987. Ilmu Tanah. Akademika

Pressindo, Jakarta

Sitorus, S.R.P., O. hariadjaja dan K. R. Brata. 1980.

Penuntun Praktikum Fisika Tanah Ultisol. IPB, Bogor