BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pengamatan pada permeabilitas tanah sangat tinggi. Karena
setiap jenis tanah mempunyai permaebilitas yang berbeda. Selain
itu pengukuran permeabilitas amat sangat penting untuk
pengukuran beberapa aspek pertanian, masuknya air ke dalam
tanah, alir air drainase, evaporasi air dari permukaan tanah dan
penentuan besarnya erosi tanah dengan factor permeabilitas
tanah merupakan beberapa keadaan yang nyata dimana hantaran
hidro memainkan perannya.
Untuk mempelajari konsep permeabilitas ini diperlukan
adanya materi dan praktikum yang menunjang agar mahasiswa
dapat mengerti tentang materi permeabilitas tanah ini.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum permeabilitas tanah adalah
membedakan dan membandingkan permeabilitas yang terjadi
pada penggunaan lahan yang berbeda, yaitu lahan kebun
semusim dan hutan produksi.
1.3. Manfaat Praktikum
Adapun manfaat diadakannya praktikum ini adalah untuk
menambah wawasan dan ilmu pengetahuan tentang dasar-dasar
ilmu tanah dan cara menentukan permeabilitas tanah dengan
cara yang sederhana dan mudah untuk dipraktekkan.
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1.1. Pengertian Permeabilitas
a. Permeabilitas tanah adalah kemampuan tanah untuk
mengalirkan air atau udara dinyatakan dalam cm/jam.
(Handayanto,2009)
b. Kualitas tanah untuk meloloskan air atau udara yang diukur
berdasarkan besarnya aliran melalui satuan tanah yang telah
dijenuhi terlebih dahulu persatuan waktu tertentu.
(Susanto,1994)
2.2Hubungan Hukum Darcy terhadap Kondisi Permeabilitas
Tanah
Lebih dari seabad yang lalu, HENRY DARCY, ahli bangunan air
aqre Dijon (Perancis), telah melakukan penyelidikan terhadap
aliran air lewat lapisan pasir horizontal yang digunakan sebagai
filter air. Hukum Darcy dan permeabilitas di media berpori
ditunjukkan pada disertasi ini. Formulasi permeabilitas
menyediakan suatu model untuk memprediksi permeabilitas dari
suatu media berpori. Ketaklinearan viskositas, ketakseragaman
dari media berpori pada skala mikro, dan beda tekanan pada
skala makro harus diperhatikan pada formulasi hukum Darcy dan
permeabilitas. Pendekatan matematis yang digunakan adalah
ekspansi asimtotik dua skala sebagai ide dasar pada metode
penyeragaman.
Formulasi hukum Darcy diperoleh dengan mempertimbangkan
bahwa fenomena makro dan fenomena mikro dapat dipisahkan.
Fenomena makro ditentukan oleh beda tekanan antara sumur
injeksi dan sumur produksi pada perolehan minyak. Fenomena
mikro ditentukan oleh kecepatan fluida pada sakla mikroskopik.
2
Dengan menggunakan penyelesaian pada sampel mikroskopik,
didefinisikan permeabilitas effektif sebagai hasil integral
kecepatan fluida pada sampel mikro.
Rumus :
Rumus DARCY, menyatakan bahwa kecepa-tan aliran V sama
dengan perkalian antara konstanta k (= koefisien permeabilitas)
dengan gradient hidrolik (dh / dL).
(Sari Lubis, 2007)
2.3. Pengaruh Permeabilitas Tanah Terhadap Kondisi
Drainase dan Porositas Tanah
Tabel 1. Kelas Permeabilitas
Kelas Pori-pori Permeabilitas(mm/
jam)
LAMBAT : 1. Sangat
Lambat
2. Lambat
Pori Mikro < 1,25
1,25 – 5,0
SEDANG : 1. Agak Lambat
2. Sedang
3. Agak cepat
Pori Meso 5,0 – 16
16 – 50
50 – 160
CEPAT : 1. Cepat
2. Sangat
Cepat
Pori Makro 160 – 250
> 250
Apabila dikaitkan dengan porositas dan drainase maka
permeabilitas pada kelas :
Lambat / tidak permeabel merupakan dominasi fraksi liat
menyebabkan terbentuknya banyak pori-pori mikro, sehingga
luas permukaan sentuhnya menjadi sangat luas. Dengan
demikian daya pegang terhadap air sangat kuat. Kondisi ini
menyebabkan air yang masuk kepori-pori segera terperangkap
3
V=k .dhdL
dan udara sulit masuk. Pada kondisi ini, sebagian besar ruang
pori terisi air, sehingga poripori mikro ini disebut juga pori
kapiler karena proses kehilangan airnya berlangsung lambat
( drainase lambat ).
Sedang / cukup permeabel merupakan dominasi fraksi debu
menyebabkan terbentuknya pori-pori mesodalam jumlah
sedang, sehingga luas situs sentuhanmenjadi cukup luas,
menyebabkan daya pegang terhadap air cukup kuat. Hal ini
menyebabkan air dan udara cukup mudah masuk-keluar tanah,
sebagian air akan tertahan. Dalam kondisi ini, sebagian besar
ruang pori terisi udara dan air dalam jumlah yang seimbang,
sehingga pori-pori meso termasuk juga pori drainase karena
proses kehilangan air cukup cepat.
Cepat / permeabel merupakan dominasi fraksi pasir akan
menyebabkan sedikit pori-pori makro, sehingga luas permukaan
yang disentuh bahan menjadi sangat sempit, sehingga daya
pegang tergadap air sangat lemah. Kondisi ini menyebabkan air
dan udara mudah masuk keluar tanah, hanya sedikit air yang
tertahan. Sebagian besar ruang pori terisi oleh udara sehingga
pori-pori makro disebut juda pori drainase tinggi karena proses
kehilangan airnya sangat cepat.
(Hanafiah,2007)
2.4.Keterkaitan Antara Sifat Permeabilitas Tanah Terhadap
Tingkat Penentuan Erosi Tanah
Berbagai tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap erosi
yang berbeda-beda. Kepekaan erosi tanah yaitu mudah atau
tidaknya tanah tererosi adalah fungsi berbagai interaksi sifat-sifat
fisik dan kimia tanah. Empat sifat tanah yang penting dalam
menentukan erodibilitas tanah (mudah atau tidaknya tanah
tererosi) adalah: tekstur tanah, unsur organik, struktur tanah, dan
4
permeabilitas tanah. Setiap jenis tanah mempunyai kepekaan
yang berbeda-beda terhadap erosi.
Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diartikan sebagai
mudah tidaknya tanah tererosi atau erodibilitas. Faktor-faktor
yang mempengaruhi erodibilitas yaitu sifat fisik, tofografi dan
pengelolaan tanah oleh manusia. Sifat tanah yang mempengaruhi
aliran permukaan dan erosi adalah kapasitas infiltrasi dan
erodibilitasnya. Infiltrasi adalah banyaknya air yang merembes ke
dalam tanah melalui permukaan tanah yang dinyatakan dalam
mm/jam, sedangkan kapasitas infiltrasi adalah kemampuan tanah
menginfiltrasikan air. Kapasitas infiltrasi tanah sangat
menentukan banyak tidaknya air yang mengalir di atas
permukaan tanah sebagai aliran permukaan.
Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi terjadinya erosi adalah
tekstur, struktur, bahan organik, kedalaman, sifat lapisan tanah,
dan tingkat kesuburan tanaman.
a. Tekstur adalah ukuran proporsi kelompok ukuran butir-butir
primer bagian mineral tanah. Tanah-tanah yang bertekstur
kasar (tanah-tanah berpasir) mempunyai kapasitas dan laju
infiltrasi yang tinggi sehingga jika tanah tersebut dalam maka
erosi dapat diabaikan, demikian pula dengan tanah bertekstur
pasir halus juga mempunyai kapasitas infiltrasi yang tinggi
tetapi jika terjadi aliran permukaan maka butir-butir halus ini
akan mudah sekali terangkut. Tekstur tanah yang paling peka
terhadap erosi adalah debu , pasir sangat halus.
b. Struktur tanah adalah susunan butir-butir primer menjadi butir-
butir sekunder atau agregat. Susunan butir-butir primer sangat
halus menentukan tipe struktur. Tanah yang berstruktur kersai
atau garanular lebih terbuka dan lebih jarang sehingga akan
menyerap air lebih cepat dan lebih banyak dibandingkan tanah
5
yang berstruktur dengan susunan butir-butir primernya lebih
rapat.
c. Peranan bahan organik dalam pembentukan agregat tanah
sangatlah besar. Fungsi bahan organik dalam pencegahan
terjadinya erosi antara lain dapat memperbaiki daerah
perakaran. Selanjutnya dikatakan bahwa pengaruh bahan
organik dalam mengurangi aliran permukaan, peningkatan
infiltrasi dan pemantapan agregat tanah. Tanah-tanah dengan
kandungan bahan organik kurang dari 2 % umumnya peka
terhadap erosi.
d. Sifat lapisan tanah yang menentukan kepekaan erosi tanah
adalah permeabilitas lapisan tersebut. Permeabilitas ditentuken
oleh struktur dan tekstur tanah. Tanah yang lapisan bawahnya
bertekstur granular dan permeabel, kurang peka erosi
dibandingkan dengan tanah yang lapisan bawahnya padat dan
oermeabilitasnya rendah. Kepekaan tanah terhadap daya
menghancurkan dan menghanyutkan oleh air curah hujan
disebut erodibilitas. Erodibilitas tanah tinggi berarti tanah
tersebut peka atau mudah tererosi dan erodibilitas tanah
rendah berarti bahwa resistensi atau daya tahan tanah tersebut
kuat, dengan kata lain tanah tanah (resisten) terhadap erosi.
(Anynomous A,2010)
6
Penyiapan alat dan bahan (Sampel tanah kebun semusim dan hutan produksi)
Mengukur tinggi dan diameter ring tanah
Sampel tanah dengan ring dipindahkan kealat penetapan konduktifitas hidraulik
jenuh
Isilah pipa dengan air sampai penuh dan lubang alat
penetapan KHJ ditutup menggunakan jari tangan selama 1
menit
Catat hasil pengukuran dan hitung KHJ
Setelah tingginya air dalam alat pengukur konstan, ukurlah air yang menetes selama 1 menit, dan
ulangi percobaan tersebut sebanyak 3x tiap masing-masing sampel tanah
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Cara Kerja
7
3.2. Hasil Praktikum & PerhitunganTabel 2. Data Hasil Praktikum
Tanah d(cm)
tinggi
tanah
(cm)
tinggi air
(cm)
waktu
(s)
V terkumpu
l
Volume
rata2
(cm3)
L.Permukaan (cm2)
KHJcm/s)
1 2 3
Kebun semusim
5,8 5,8 24 60 5 6,8
4,4
5,4 26,4 8.10-4
Hutan produksi
5,45
5,5 21,7 60 9,5
3 2 4,83 23,31 9.10-4
Volume rata-rata
a) Hutan produksi = Volume1+2+3
3
= 9,5+3+2
3
= 4,83 cm3
Kebun semusim = Volume1+2+3
3
= 5+6,8+4,4
3
= 5,4 cm3
Luas permukaan
a) Hutan produksi = ¼ πd2
= ¼ x 3,14 x (5,45 )2
= 23,31 cm2
b) Hutan semusim = ¼ πd2
= ¼ x 3,14 x ( 5,8 )2
= 26,4 cm2
KHJ
a) Hutan Produksi = Rata−rata vol x t tanahLuas permukaanx t air
x1
waktu
= 4,83 x5,5
23,31x 21,7x
160
= 9.10-4cm/s
8
b) Hutan semusim = Rata−rata vol x t tanahLuas permukaanx t air
x1
waktu
= 5,4 x5,826,4 x24
x1
60 = 8.10-4cm/s
9
3.3. Pembahasan
3.3.1 Perbandingan Nilai KHJ antara jenis tanah yang digunakan
Dari praktikum yang telah kami lakukan diperoleh data
seperti di atas dan untuk nilai KHJ antara hutan produksi dan
hutan semusim nilai yang diperoleh adalah bahwa nilai KHJ
yang terdapat pada hutan produksi lebih tinggi yaitu 9.10-4
dibanding dengan nilai KHJ yang ada pada hutan semusim
yang hanya sekitar 8.10-4. Hal itu terjadi karena pada tanah di
hutan produksi tanahnya memiliki pori yang besar
dibandingkan dengan tanah yang ada di hutan semusim.
Sehingga air yang masuk kedalam tanah yang ada dihutan
produksi dapat meresap dan masuk ketanah dalam jumlah
yang banyak. Karena dapat diketahui bahwa laju air yang
keluar dari pipa tanah hutan produksi lebih cepat dan banyak
dari pada tanah hutan semusim. Porositas pada tanah hutan
semusim kebanyakan di isi oleh pori mikro, sehingga air sulit
untuk meresap dari pada tanah yang ada di hutan produksi,
sehingga nilai KHJ nya tinggi. Dengan demikian volume
terkumpul, volume rata-rata dan luas permukaan tanah hutan
produksi lebih besar dibanding dengan tanah hutan semusim,
sehingga nilai KHJ pada tanah hutan produksi lebih besar pula
dari tanah hutan semusim.
3.3.2 Hubungan Permeabilitas (KHJ) ini dengan Kondisi Jenis
Tanah yang Lain
Hubungan permeabilitas ini dengan kondisi jenis tanah
yang berstruktur mantap atau lempeng akan menurun
tingkat permeabilitasnya karena pada tanah yang memiliki
struktur mantap mengandung pori yang kecil dan cukup
sedikit sehingga daya tahan air yang ada pada tanah akan
tinggi. Untuk kondisi tanah yang berstruktur kurang mantap
10
atau pasir maka permeabilitasnya akan tinggi atau naik
karena pada tanah yang kurang mantap ini mengandung
banyak pori makro sehingga ruang antar agregat besar serta
permeabilitasnya akan cepat. Selain itu apabila tekstur tanah
yang kasar maka permeabilitasnya akan tinggi, karena pada
tanah yang bertekstur kasar memiliki pori yang besar
sehingga pada tanah ini kemampuan tanah untuk menahan
air itu sangat kecil. Lain halnya dengan tanah yang bertekstur
halus, tingkat permeabilitasnya akan menurun karena pada
tanah yang bertekstur halus memiliki pori tanah yang kecil .
untuk tingkat porositasnya pada tanah pasir permeabilitasnya
naik karena tekstur dari pada tanah tersebut kasar dan
memiliki pori makro sehingga porositasnya rendah. Pada
tanah liat pemeabilitasnya menurun karena pada tanah ini
memiliki pori kecil sehingga porositasnya tinggi dan tingkat
permeabilitasnya rendah serta air akan mudah meresap
ketanah ini.
11
BAB V
PENUTUP
5.1..................................................................................Kes
impulan
Dari data yang di peroleh dari hasil praktikum yang kita
lakukan dapat kita simpulkan bahwa permeabilitas tanah dihutan
produksi dan hutan semusim berbeda. Permeabilitas pada tanah
yang ada di hutan produksi dan hutan semusim tingkat
permeabilitasnya yang lebih tinggi adalah pada tanah di hutan
produksi. Sedangkan untuk tanah yang ada di hutan semusim
tingkat permeabilitasnya sangat rendah. Hal itu dikarenakan pada
tanah di hutan produksi tanahnya memiliki pori yang besar
dibandingkan dengan tanah yang ada di hutan semusim.
Sehingga air yang masuk kedalam tanah yang ada dihutan
produksi dapat meresap dan masuk ketanah dalam jumlah yang
banyak. Sedangkan untuk air yang masuk kedalam tanah yang
ada dihutan semusim tidak dapat meresap dengan baik dan
cukup sulit meresap. Hal itu dikarenakan ada perbedaan pada
tanah di hutan semusim dan hutan produksi yaitu memiliki
tekstur, struktur, porositas, fiskositas dan lain-lain yang berbeda
antara tanah di hutan semusim dan tanah di hutan produksi.
5.2 Saran
Pada praktikum permeabilitas tanah ini cukup menarik dan
penjelasan dari asisten juga cukup memuaskan. Semoga pada
minggu berikutnya dapat lebih baik lagi.
12
DAFTAR PUSTAKA
Anynomous A.2010.http://www.membuatblog.web.id/2010/03 permeabilitas-tanah.html. Diakses tanggal 28 April 2010
Handayanto, E. 2009. Dasar Ilmu Tanah. FP. UB. Malang.
Hanafiah, Ali Kemas. 2007. Dasar – dasar Ilmu Tanah. PT. Raja Grafindo Persada.Jakarta
Susanto. 1994. Sifat dan Ciri Tanah. Akademik Pressindo : Jakarta.
Sari Lubis. 2007. Keterhantaran Hidraulik dan Permeabilitas. Fakultas
Pertanian Universitas Sumatra Utara : Sumatra Utara.
13
LAMPIRAN
Gambar 1.Air Gambar 2.Wadah air Gambar
3.Stopwatch
Gambar 4.Tempat Ring Gambar 5.Ring KHJ Gambar 4.Gelas
Ukur
Gambar 5.Sampel Tanah Gambar 6.Pengukuran Gambar
7.Pemberian air
14
Gambar 8.Apir mengalir Gambar 9.Pemindahan Gambar
10.Pengukuran
15