ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS TERHADAP

Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa

90 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo

ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS

TERHADAP KETERSEDIAAN AIR TANAH DI PURWOSARI

WONOGIRI

Iwan Ristanto

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo

[email protected]

ABSTRAK

Wonogiri adalah salah satu daerah di Jawa Tengah yang sering dilanda kekeringan dan

kekurangan air, terutama di Wonogiri bagian selatan, walaupun di Wonogiri utara ada juga

beberapa wilayah desa yang masih kekurangan air minum, karena orang harus menggali atau

mengebor di tanah untuk mendapatkan sumber air potensial. Jenis tanah yang ada berupa tanah

liat dan kekurangan air membuat tanah di sebagian besar Wonogiri memiliki permeabilitas tinggi

sehingga air hujan tidak dapat terserap hingga masuk ke dalam tanah. Gradasi tanah dan indeks

plastisitas banyak mempengaruhi sifat-sifat tanah dalam menyerap dan menyimpan cadangan air

baik pada kondisi kering maupun jenuh air. Sebaliknya, tanah butiran halus, terutama tanah liat

akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas permukaan spesifik

menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas tanah. Distribusi ukuran

butir jarang terjadi sebagai faktor yang mempengaruhi perilaku butiran halus. Batas Atterberg

digunakan untuk keperluan identifikasi tanah ini. Berdasarkan analisa Atterberg, batas gradasi

tanah yang diambil di lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kandungan pasir lebih sedikit

dibandingkan Dusun Gondang Kulon yaitu sekitar 32,66% <55,13% dan kadar lanau 61,49%>

42,15% dan lebih banyak tanah liat 5,85%> 2,7 %. Dari penelitian ini diketahui bahwa nilai

indeks plastisitas tanah di lokasi sampel di Dusun Gondang Wetan 18,32, lebih besar jiak

dibandingkan di lokasi Dusun Gondang Kulon, Desa Purwosari yang hanya 12.90. Nilai indeks

plastisitas sangat mempengaruhi ikatan air tanah yang lebih baik, yang dalam hal ini terkait

dengan ketersediaan air tanah. Tanah yang terletak di Dusun Gondang Wetan memiliki

ketersediaan air lebih banyak dibandingkan dengan tanah di Dusun Gondang Kulon, Purwosari,

Wonogiri.

Kata Kunci : tanah, gradasi, indeks plastisitas, air tanah

PENDAHULUAN

Jenis tanah yang lempung dan sedikit air menjadikan tanah di sebagian besar

Wonogiri memiliki permeabilitas yang tinggi sehingga air hujan tidak dapat menyerap

sampai kedalam tanah. Dari hasil pengamatan langsung kondisi tanah di Desa Purwosari

secara fisik sebagian besar berwarna merah dengan gradasi butiran lanau dan lempung

tanah dimana memiliki pori-pori yang padat sehingga sukar untuk menyimpan cadangan

air yang banyak tetapi ditemukan beberapa sumber mata air daerah cekungan, dengan

kondisi tanah yang sedikit pasir dan berlanau. Gradasi tanah dan indeks plastisitas tanah

banyak mempengaruhi sifat tanah untuk menyerap dan menyimpan cadangan air baik

pada kondisi kering maupun jenuh air. Sebaliknya, tanah butiran halus khususnya tanah

lempung akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas


Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 91

permukaan spesifik menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas

tanahnya. Distribusi ukuran butiran jarang-jarang sebagai faktor yang mempengaruhi

kelakuan tanah butiran halus. Batas-batas Atterberg digunakan untuk keperluan

identifikasi tanah ini. Pada penelitian ini mempertimbangan komposisi mineral dan sifat-

sifat elektrik dari partikel padatnya. Variasi yang besar pada karakteristik permeabilitas

dalam arah paralel maupun tegak lurusnya. Suatu hal yang penting pada tanah berbutir

halus adalah sifat plastisitasnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral

lempung dalam tanah.

Tujuan Penelitian

Pada penelitian bertujuan untuk:

1. Untuk mengetahui sifat gradasi tanah dan indeks plastisitas tanah berdasarkan batas-

batas atterberg di Desa Purwosari, Wonogiri

2. Untuk mengetahui pengaruh sifat gradasi tanah dan indeks plastisitas terhadap

ketersediaan air tanah di Desa Purwosari, Wonogiri

Manfaat Penelitian

Penelitian diharapkan dapat bermanfaat bagi;

1. Penelitian ini dapat menambah kasanah informasi mengenai kondisi tanah di desa

Purwosari dalam aspek ilmu penyelidikan mekanika tanah

2. Penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi lembaga Pengelola SDA yang sudah

dibentuk di Desa Purwosari untuk melakukan rekayasa-rekayasa ekologi lingkungan

TINJAUAN PUSTAKA

Evaporasi dan transpirasi menyebabkan hilangnnya air tanah ke atas. Drainase

tanah selain merupakan akibat hasil pengamatan ciri morfologi tanah, juga dapat diamati

langsung ( Porter, 1978)

KETERANGAN :

P = presipitasi

E = evapotranpirasi

I = infiltrasi

S = aliran air di anak-anak sungai

O = aliran permukaan

R = aliran ai di sungai utama

T = aliran bawah permukaan

W = muka air dalam tanah

A = zone aerasi

B = aliran dasar

G = penyimpanan air tanah

Gambar 1. Diagram secara skematis ekosistem DAS Sumber : Porter (1978)



METODE PENELITIAN

Uraian Umum

Penelitian ini menggunakan uji perobaan standar ASTM (American Society for

Testing and Material) dengan alur seperti Gambar 2.

Gambar 2. Bagan Alur Penelitian

mulai

Penentuan lokasi

Tanah daerah cekungan

Di desa Purwosari

Tanah Daerah bukan cekungan

Di desa Purwosari

Pengambilan tanah sebanyak 10 sample uji

Pengambilan tanah sebanyak 10 sample

uji

Dilakukan penimbangan berat benda uji

Uji kadar air tanah dengan cara sample dioven

selama 24 jam sampai kadar air = 0

Dilakukan penimbangan berat benda uji kering

Specific gravity, Grain size analysis, Atterberg limit test

Analisa Data

Pengaruh sifat gradasi pada ketersediaan air Pengaruh sifat gradasi pada ketersediaan air

Analisa Data Kesimpulan

ya tidak

Selesai



Pengambilan Sampel Tanah dari Lokasi

Pengambilan sample tanah dilakukan pada 10 titik pada cekungan dengan tiap

titik dibedakan untuk tanah lapisan bawah dan tanah lapisan atas, yang diambil pada

kedalaman 0 – 0,5 m untuk lapis tanah atas dan 0,5 – 1 m untuk tanah lapisan bawah.

Masing-masing sampel tanah yang akan diuji diberi kode tersendiri. Tiap titik

pengambilan di daerah cekungan yang ditumbuhi tanaman gulma diberi kode 1a, 1b, 1c,

... dan seterusnya, sedang untuk sampel tanah yang diambil dari daerah cekungan yang

tidak ditumbuhi tanaman gulma diberi kode 2a, 2b, 2c, .... dan seterusnya.

Pengujian Kadar Air Sample Tanah

Adapun maksud dan tujuan dilakukan pengujian kadar air tanah adalah untuk

mengetahui seberapa besar volume kandungan air yang terdapat pada sample tanah

dengan berat tertentu. Percobaan yang dilakukan dalam pengujian kadar air tanah adalah

sebagai berikut.

Specific Grafity

Pengujian ini untuk mengetahui berat jenis tanah, yang pelaksanaannya mengacu

pada ASTM-D-854-72

Grain Size Analysis

Pengujian ini terdiri dari 2 macam pengujian yaitu :

a. Pengujian hydrometer (hydrometer analysis)

b. Pengujian analisa saringan (sieve analysis)

Atterberg Limit Test ( Indeks Plastis)

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui batas cair (Liquid Limit) pengujian

batas cai mengacu pada standart ASTM-D-432-66 dan kemudian pengujian batas plastis

(Plastis Limit) mengacu pada standard ASTM-D-424-74.

Analisis Data

Analisis yang dilakukan berdasarkan hasil nilai kadar air, batas cair dan indeks

plastisitas.



HASIL DAN PEMBAHASAN

Lokasi Pengambilan Data (sampel)

Pengambilan sampel dilakukan pada musim hujan dan untuk mendapatkan tujuan

penelitian yang diharapkan, maka pelaksanaan uji perobaan sampel tanah melalui

prosedur laboratorium yang telah ditentukan oleh standar ASTM (American Society for

Testing and Material.

Gambar 3. Lokasi pengambilan sampel tanah pada di Desa Purwosari

Data dan Analisis Sampel

1. Analisis berat jenis air (Specific Grafity)

Data pengambilan sampel tanah pada lokasi Gondang Wetan mengetahui berat

jenis air atau kadar air yang terkandung dalam benda uji maka sample di timbang dalam

keadaan basah, kemudian dilakukan pengujian kadar air dengan melakukan pengeringan

dengan oven yang memiliki suhu 200 derajat selama 24 sampai kadar air = 0, kemudian

ditimbang lagi sehingga diketahui berat jenis tanah kering dan berat jenis air yang

terkandung dalam sample seperti pada tabel 1.

Tabel 1.Data berat jenis sampel pada lokasi Gondang Wetan, Desa Purwosari

Benda Uji GW 1 GW 2 GW 3 GW 4 GW 5 Rata2

Berat Cawan dan Sampel

sebelum di oven (gr) 21,00 23,00 22,00 21,00 23,00 22,00

Berat Cawan dan Sampel setelah

di oven (gr) 17,90 19,50 19 ,00 18,00 19,90 18,86

Berat Cawan (gr) 11,50 11,80 15,40 11,50 11,40 12,32

Berat Jenis (GS) Tanah (gr) 9,50 11,20 6,60 9,50 11,60 9,68

Berat Jenis (GS) Air (gr) 3,10 3,50 3,00 3,00 3,10 3,14

Prosentase kadar air (%) 48,44 31,25 45,45 31,58 26,72 36,69



Tabel 2. Data berat jenis sampel pada lokasi Gondang Wetan, Desa Purwosari

Benda Uji GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 GK 5 Rata2


sebelum di oven (gr) 16,00 19,10 20,00 21,00 21,80 19,58


setelah di oven (gr) 15,00 17,50 19,00 19,00 19,50 18,00

Berat Cawan (gr) 11,00 11,60 12,50 12,00 11,90 11,80

Berat Jenis (GS) Tanah (gr) 5,00 7,50 7,50 9,00 9,90 7,78

Berat Jenis (GS) Air (gr) 1,00 1.6 1,00 2,00 2,30 1,58

Prosentase kadar air (%) 20,00 21,33 13,33 22,22 23,23 20,02

2. Analisis Distribusi butiran (Grain Size Distribution)

Pengelompokan proporsi butritan dari benda uji dibagi atas komponen Kerikir

(Gravel), Pasir (Sand), Lanau (Silt), dan Lempung (Clay). Pola distribusi juga dilaporkan

dalam nilai keseragaman (cu) dan koefisien kelengkungan (cc) yang disajikan dengan

hasil sebagai berikut :

Tabel 3. Data hasil distribusi butiran partikel tanah Gondang Wetan

Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 Rata2

Gravel (%) 0 0 0 0 0 0.00

Sand (%) 34.10 26.09 35.86 30.35 36.89 32.66

Silt (%) 60.28 67.78 58.93 62.56 57.90 61.49

Clay (%) 5.62 6.13 5.21 7.09 5.21 5.85

Cu 2.96 4.25 7.32 8.05 7.40 6.00

Ce 1.97 2.78 3.78 4.62 3.81 3.39

Tabel 4. Data hasil distribusi butiran partikel tanah Gondang Kulon

Benda Uji T1 T2 T3 T4 T5 Rata2

Gravel (%) 0 0 0 0 0 0.00

Sand (%) 57.83 54.78 56.17 53.66 53.22 55.13

Silt (%) 39.77 42.32 41.48 43.39 43.78 42.15

Clay (%) 2.40 2.89 2.35 2.95 2.90 2.70

Cu 3.79 2.70 3.81 2.61 2.90 3.16

Ce 0.50 0.53 0.545 0.54 0.49 0.52



0

20

40

60

80

B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5

Gravel (%)

Sand (%)

Silt (%)

Clay (%)

Cu

Ce

Gambar 4. Grafik analisa butiran tanah

3. Konsistensi / Nilai Plastisitas Tanah

Nilai konsistensi tanah yang diuji adalah batas cair (LL) dan batas plastis (PL).

Hasil kedua tersebut didapatkan nilai indeks plastis (PI), maka indeks plastisitas tanah

adalah

Tabel 5. Analisa hasil indeks konsistensi tanah lokasi Gondang Wetan

Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 PI

Rata2 LL 51.65 39.05 49.60 42.25 41.40

PL 28.04 25.05 29.11 24.30 25.85

PI 23.61 14.00 20.49 17.95 15.55 18.32

Tabel 6. Analisa hasil indeks konsistensi tanah pada lokasi Gondang Kulon

Benda Uji T1 T2 T3 T4 T5 PI

Rata2 LL 43.05 49.10 42.97 43.35 41.21

PL 31.57 29.14 32.75 30.56 31.12

PI 11.48 19.96 10.22 12.79 10.09 12.90

0

10

20

30

B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5

PI

PI

Gambar 5. Grafik indeks plastisitas tanah (Plastis Indeks)

PI = LL - PL



A. Analisis Hubungan Berat Jenis, Analisis Butiran dan Indeks Pastisitas

Tabel 7. Hubungan kadar air, analisa butiran dan indeks plastisitas tanah uji

Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5

Berat Jenis

Kadar Air

(GS)

32.63 31.25 45.45 31.58 26.72 20.00 21.33 13.33 22.22 23.23

Gravel (%) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Sand (%) 57.83 54.78 56.17 53.66 53.22 34.1 26.09 35.86 30.35 36.89

Silt (%) 39.77 42.32 41.48 43.39 43.78 60.28 67.78 58.93 62.56 57.9

Clay (%) 2.4 2.89 2.35 2.95 2.9 5.62 6.13 5.21 7.09 5.21

Cu 3.79 2.7 3.81 2.61 2.9 2.96 4.25 7.32 8.05 7.4

Ce 0.5 0.53 0.545 0.54 0.49 1.97 2.78 3.78 4.62 3.81

PI 11.48 19.96 10.22 12.79 10.09 23.61 14 20.49 17.95 15.55

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5

Berat Jenis Kadar Air (GS)

Gravel (%)

Sand (%)

Silt (%)

Clay (%)

Cu

\

Gambar 6. Grafik hubungan kadar air, jenis butiran dan nilai plastisitas

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Gradasi tanah yang diambil pada lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kadar pasir

lebih sedikit dibandingkan Dusun Gondang Kulon yakni sekitar 32.66% < 55.13%

dan kadar lanau lebih banyak 61.49% > 42.15% serta lempung yang lebih banyak

yakni 5.85% > 2.7%.

2. Dari penelitian ini diketahui bahwa nilai indek plastisitas tanah pada lokasi sampel

yang di Dusun Gondang Wetan 18.32 > daripada di lokasi Dusun Gondang Kulon,

Desa Purwosari yakni 12.90.



3. Tanah yang berada di lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kandungan

ketersediaan air lebih banyak dibanding dengan tanah pada lokasi Dusun Gondang

Kulon, Desa Purwosari, Wonogiri

Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disarankan dan masukkan

yang akan berguna untuk pengembangan penelitian selanjutnya, yaitu :

1. Sampel yang diteliti lebih banyak sehingga hasilnya lebih mendekati dengan

kenyataan

2. Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih luas sebaiknya penelitian dilakukan

dibeberapa tempat untuk mengkondisikan keadaan sebenarnya pada suatu cekungan

yang efektif untuk penyediaan air.

DAFTAR PUSTAKA

Ance Gunarsih Kartasapoetra. 1993. Klimatologi Pengaruh Iklim terhadap Tanah dan

Tanaman.. Jakarta : Bumi Aksara.

Anonim. 1997. Irigasi dan Bangunan Air II. Jakarta : Universitas Gunadarma.

Badan Standarisasi Nasional. 1992. Sumur Gali untuk Sumber Air Bersih. Jakarta: BSN.

Effedi, Pasandau. (penyunting) 1984. Pengembangan Manajemen Sumber Air dan Irigasi

untuk Pembangunan Pertanian. Jakarta : Guanendra.

Frick, Heinz. 1980. Ilmu Konstruksi Bangunan. Yogyakarta : Kanisius Letiavsky. tt

Irrigation and Hidraulic Design.

Leinsley, Ray K. B. Franzin, Joseph. 1986. Teknik Sumber Daya Air. (terj, Djoko

Sasongko ).

Takeda, Kensaku. 1987. Former Director, Planing Departement, Tokai Regional Office,

Ministry of Agriculture and Forestry. Hidrology. Jakarta : Pradnya Paramita.

Documents

ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS TERHADAP