Permeabilitas Tanah

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pengamatan pada permeabilitas tanah sangat tinggi. Karena setiap jenis tanah mempunyai permeabilitas yang berbeda. Selain itu pengukuran permeabilitas 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.

Permeabilitas adalah tanah yang dapat menunjukkan kemampuan tanah meloloskan air. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju infiltrasi sehingga menurunkan laju air larian. Pada ilmu tanah, permeabilitas didefenisikan secara kualitatif sebagai pengurangan gas-gas, cairan-cairan atau penetrasi akar tanaman atau lewat.

Selain itu permeabilitas juga merupakan pengukuran hantaran hidraulik tanah. Hantaran hidraulik tanah timbul adanya pori kapiler yang saling bersambungan dengan satu dengan yang lain. Secara kuantitatif hantaran hidraulik jenuh dapat di artikan 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 hidraulik didasarkan pada hukum Darcy.

Dalam hukum ini tanah dianggap sebagai kelompok tabung kapiler halus dan lurus dengan jari-jari yang seragam. Sehingga gerakan air dalam tabung tersebut di anggap mempunyai kecepatan yang sama. Permeabilitas tanah adalah suatu kesatuan yang melipui infiltrasi tanah dan bermanfaat sebagai permudahan dalam pengolahan tanah (Rohmat, 2009).

Permeabilitas tanah memiliki lapisan atg5as dan bawah. Lapisan atas berkisar antara lambat sampai agak cepat (0,20 – 9,46 cm jam-1), sedangkan di lapisan bawah tergolong agak lambat sampai sedang (1,10 -3,62 cm jam-1) (N.Suharta dan B. H Prasetyo, 2008). Permeabilitas adalah suatu sifat khas media sarang dan sifat geometri tanah itu sendiri yang menunjukkan kemampuan tanah didalam menghantarkan zat tertentu melalui pori-porinya.

Pengukuran permeabilitas tanah sangat penting untuk beberapa kepentingan di bidang pertanian, misalnya masuknya air ke dalam tanah, gerak air ke akar tanaman,aliran air drainase, evaporasi air pada permukaan tanah, kesemuanya itu dapat dipengaruhi oleh permeabilitas tanah yang mana berkaitan pula dengan peranan kondektifitas hidroliknya.

1.2  Maksud Dan Tujuan

Untuk mengetahui cara pengukuran atau penentuan permeabilitas suatu sampel tanah dengan baik dan benar. Untuk mengetahui permeabilitas sampel tanah yang telah di ambil.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Permeabilitas tanah adalah kemampuan tanah untuk mengalirkan air atau udara dinyatakan dalam cm/jam. (Handayanto,2009).

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).

Hukum Darcy menjelaskan tentang kemampuan air mengalir pada rongga-rongga (pori) dalam tanah dan sifat-sifat yang memengaruhinya. Ada dua asumsi utama yang digunakan dalam penetapan hukum Darcy ini. Asumsi pertama menyatakan bahwa aliran fluida/cairan dalam tanah bersifat laminar. Sedangkan asumsi kedua menyatakan bahwa tanah berada dalam keadaan jenuh.

"ν = k.i"

dengan v = kecepatan aliran (m/s atau cm/s)

k = koefisien permeabilitas

i = gradien hidrolik

Lalu telah diketahui bahwa: v = Q/At dan i=∆h/L , sehingga hukum Darcy bisa dinyatakan dengan persamaan:

Q= (k.A.t.∆h)/L

Dengan A = luas penampang aliran (m² atau cm²)

t = waktu tempuh fluida sepanjang L (detik)

Δh = selisih ketinggian (m atau cm)

L = panjang daerah yang dilewati aliran (m atau cm)

Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Permeabilitas Tanah

Permeabilitas menujukan kemampuan tanah untuk meloloskan air, struktur dan tekstur serta unsur organik lainya juga ikut ambil bagian dalam menaikan laju inflasi dan menurukan laju air. Tekstur tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah, begitu juga dengan permeabilitas (Rohmat, 2009).

Permeabilitas dapat mempengaruhi kesuburan tanah.Permeabilitas berbeda dengan drainase yang lebih mengacu pada proses pengaliran air saja, permeabilitas dapat mencakup bagaimana air, bahan organik, bahan mineral, udara dan partikel – partikel lainya yang terbawa bersama air yang akan diserap masuk kedalam tanah (Rohmat, 2009).

Faktor – faktor yang mempengaruhi permeabilitas menurut Hanafiah, (2007). antara lain sebagai berikut:

a. Tekstur

Tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah. Hal ini dikarenakan permeabilitas itu adalah melewati tekstur tanah. Misalnya tanah yang bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan adsorptive, yang semakin halus teksturnya akan makin banyak, sehingga makin besar kapasitas simpan airnya, hasilnya berupa peningkatan kadar dan ketersediaan air tanah.

b. Struktur

Struktur juga mempengaruhi permeabilitas. Semakin banyak ruang antar struktur, maka semakin cepat juga permeabilitas dalam tanah tersebut. Misalnya tanah yang berstruktur lempeng akan sulit di tembus oleh air dari pada berstruktur remah.

c. Porositas

Porositas atau ruang pori adalah rongga antar tanah yang biasanya diisi air atau udara. Pori sangat menentukan sekali dalam permeabilitas tanah, semakin besar pori dalam tanah tersebut, maka semakin cepat pula permeabilitas tanah tersebut.

d. Viskositas

Viskositas sama juga dengan kekentalan air, semakin kental air tersebut, maka semakin sulit juga air untuk menembus tanah tersebut.

e. Gravitasi

Gaya gravitasi atau gaya tarik bumi juga sangat menentukan permeabilitas tanah, karena permeabilitas adalah gaya yang masuk ke tanah menrut gaya gravitasi.

Faktor – Faktor Yang Dipengaruhi Permeabilitas

Adapun beberapa faktor – faktor yang dipengaruhi permeabilitas tanah antara lain sebagai berikut:

a. Infiltrasi

Infiltrasi yaitu kecepatan air masuk melalui tanah. Pada tekstur tanah pasir yang memiliki ruang pori besar, akan memiliki daya infiltrasi yang cepat dan permeabilitasnya sangat tinggi. Namun pada tekstur pada tekstur liat akan berbeda, tekstur  liat memiliki kemampuan yang baik menyimpan air, maka akan mengakibatkan daya infiltrasi menjadi lambat, yang menyebabkan permeabilitas akan juga lambat.

b. Aliran Drainas

Drainase merupakan aliran air, drainase pada masing – masing tekstur tanah tidak sama. Pada tekstur tanah pasir yang memiliki ruang pori yang besar maka drainasenya akan tinggi sehingga permeabilitasnya pun akan semakin cepat namun tekstur tanah liat memiliki aliran drainase yang kurang baik, yang menyebabkan permeabilitasnya melambat.

c. Evaporasi

Evaporasi merupakan proses penguapan. Pada tanah jenuh, akan memiliki kadar air yang tinggi atau banyak maka evaporasinya akan tinggi sehingga permeabilitasnya pun akan tinggi. Namun tidak akan tanah tak jenuh yang memiiki kadar air yang rendah sehingga evaporasi pun akan rendah dan permebilitasnya rendah pula

d. Erosi

Erosi adalah proses pengikisan lapisan tanah di permukaan sebagai akibat dari tumbukan butiran hujan dan aliran air di permukaan. Pada umumnya dikenal 3 tipe erosi pada taanah yaitu erosi permukaan, erosi alir dan erosi parit. Erosi akan berpengaru pada permeabilitas tanah, apabila erosi besar maka permeabilitas tanah akan rendah begitu juga sebaliknya apabila erosi rendah maka permeabilitasnya akan tinggi.

Apabila dikaitkan dengan porositas dan drainase maka permeabilitas pada kelas:

v  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 ke pori-pori segera terperangkap dan udara sulit masuk.  Pada kondisi ini, sebagian besar ruang pori terisi air, sehingga pori-pori mikro ini disebut juga pori kapiler karena proses kehilangan airnya berlangsung lambat ( drainase lambat ).

v  Sedang / cukup permeabel merupakan dominasi  fraksi debu menyebabkan terbentuknya pori-pori mesodalam jumlah sedang, sehingga luas situs sentuhan menjadi 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.

v  Cepat / permeabel merupakan dominasi fraksi pasir  akan menyebabkan sedikit pori-pori makro, sehingga luas permukaan yang disentuh bahan menjadi sangat sempit, sehingga daya pegang terhadap 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 juga pori drainase tinggi karena proses kehilangan airnya sangat cepat. (Hanafiah,2007)

BAB III METEDOLOGI

3.1 Alat Dan Bahan

Alat	Bahan
Cooper ring (Ring sampel)	Sampel tanah.
Seperangkat alat pengukur permeabilitas	Air
Bak perendaman.
Jangka sorong
Penggaris
Gelas ukur
Stop watch

3.2 Proses Pengerjaan

ü  Mengambil sampel tanah dengan ring sampel.

ü  Menutup salah satu permukaan tanah dengan kain.

ü  Merendam contoh tanah beserta ring dengan air selama 24 jam agar udara di dalam pori tanah keluar, tinggi air ± 2/3 tinggi ring dan bagian permukaan yang diikat kain diletakkan di bagian bawah.

ü  Memindahkan sampel tanah beserta ring pada paralon yang telah disediakan dengan perekat karet ban dan meletakannya pada alat pengukur permeabilitas.

ü  Mengisi air pada alat pengukur permeabilitas dan mengalirkan air ke dalam pipa ayau paralon dengan konstan.

ü  Menampung air yang keluar dari alat pengukur setelah air yang keluar konstan tetes per tetes.

ü  Mengukur air yang keluar dari alat pengukur atau air yang tertampung pada gelas ukur dalam interval 10 menit yang diulangi sebanyak 3 kali.

ü  Mengukur tinggi paralon, tinggi ring, diameter ring.

ü  Menghitung rata-rata dari 3 kali pengukuran yang telah dilakukan.

BAB IV HASIL PENGAMATAN

4.1 Tabel Hasil Pengamatan

 Dari pengamatan yang dilakukan, maka didapatlah data sebagai berikut :

            Jumlah air yang keluar atau tertampung setelah aliran konstan setiap 10 menit :

·         10 menit pertama (Q1)            : 24,1 ml

·         10 menit kedua (Q2)               : 20 ml

·         10 menit ketiga (Q3)               : 19,6 ml

Dimana :

·         Waktu (T)                                : 10 menit

·         Tinggi ring (L)             : 5,01 cm

·         Tinggi paralon (H)                   : 15,6 cm

·         Diameter Ring                         : 4,30 cm

·         Jari-jari Ring (r)                       : 2,15 cm        

Tabel 1. Data hasil pengamatan.

Kel	Q	L              (cm)	H          (cm)	A          (cm)	t            (jam)
1	24,1	5,01	15,6	14,51	0,17
2	20	5,01	15,6	14,51	0,17
3	19,6	5,01	15,6	14,51	0,17

4.2 Hasil Perhitungan

Dari data yang telah diperoleh di atas, maka dapat kita hitung :

·         Luas permukaan tanah (A)            : π . r²

                                                                        : 3,14 . (2,15)²

                                                                        : 14,51

·         Permeabilitas tanah (K)     :

Ø  K1 : ( Q1 . L ) / ( H . A . t )

: ( 24,1 . 5,01 ) / ( 15,6 . 14,51 . 0,17 )

: 3,14 cm/jam

Ø  K2 : ( Q2 . L ) / ( H . A . t )

: ( 20 . 5,01 ) / ( 15,6 . 14,51. 0,17 )

: 2,60 cm/jam

Ø  K3 : ( Q3 . L ) / ( H . A . t )

: ( 19,6 . 5,01 ) / ( 15,6 . 14,51 . 0,17 )

: 2,55 cm/jam

                        Jadi Permeabilitas tanah tersebut adalah :

Ø  K   : ( K1 + K2 + K3 ) / 3

: ( 3,14 + 2,60 + 2,55 ) / 3

: 2,76 cm/jam

           

                        Dimana Q merupakan rata-rat dari Q1 sampai Q3.

Tabel 2. Data hasil perhitungan.

Kel	Q	L              (cm)	H          (cm)	A          (cm)	t            (jam)	K (cm/jam)	Kateori
1	24,1	5,01	15,6	14,51	0,17	3,14	Sedang
2	20	5,01	15,6	14,51	0,17	2,60	Sedang
3	19,6	5,01	15,6	14,51	0,17	2,55	Sedang
∑Q	63,7	5,01	15,6	14,51	0,5	2,76	Sedang

BAB V PEMBAHASAN

Dengan menggunakan hukum Darcy diketahui bahwa permeabilitas tanah yang diamati ialah sebesar 2,76 cm/jam. Besar kecilnya permeabilitas tanah juga dipengaruhi oleh :

·         Tekstur Tanah.

Semakin halus tekstur tanah atau semakin banyak kandungan liat tanah maka peresapan atau permeabilitas air tanah menjadi lambat.

·         Bahan Organik

Semakin banyak bahan organik dalam tanah maka daya resapnya juga akan semakin tinggi sehingga permeabilitasnya juga semakin besar pula.

·         Struktur tanah.

Tanah dengan ruang pori yang kecil-kecil dan sedikit maka permeabilitasnya juga akan menjadi lebih rendah dan begitu pula sebaliknya apabila tanah memiliki ruang pori yang besar dan banyak maka peresapannya juga akan semakin besar sehingga permeabilitasnya semakin besar pula.

Angka yang di dapat dari hasil penghitungan permeabilitas tanah dengan menggunakan hukum Darcy dapat di interpretasikan dengan menggunakan tabel interpretasi sbb:

KELAS	PERMEABILITAS (cm/jam)
Sangat lambat	<0,125
Lambat	0,125-0,500
Agak lambat	0,500-2,000
Sedang	2,000-6,250
Agak cepat	6,250-12,500
Cepat	12,500-25,000
Sangat Cepat	>25,000

Sehingga dengan tabel diatas, angka permeabilitas 2,76 cm/jam dapat kita interpretasikan bahwa permeabilitasnya tergolong Sedang, sehingga masuknya air ke dalam pori-pori tanah dapat berlangsung tetapi tidak cepat. 2,76 cm/jam tergolong sedang karena kelas sedang memiliki interval antara 2,000-6,250. 

Permeabilitas tanah memiliki lapisan atas dan bawah. Lapisan atas berkisar antara lambat sampai agak cepat (0,20 – 9,46 cm jam-1), sedangkan di lapisan bawah tergolong agak lambat sampai sedang (1,10 -3,62 cm jam-1) (N.Suharta dan B. H Prasetyo, 2008). Permeabilitas adalah suatu sifat khas media sarang dan sifat geometri tanah itu sendiri yang menunjukkan kemampuan tanah di dalam menghantarkan zat tertentu melalui pori-porinya.

Porositas atau ruang pori adalah rongga antar tanah yang biasanya diisi air atau udara. Pori sangat menentukan sekali dalam permeabilitas tanah, semakin besar pori dalam tanah tersebut, maka semakin cepat pula permeabilitas tanah tersebut. Menurut (Hanafiah, 2007).

Tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah. Hal ini dikarenakan permeabilitas itu adalah melewati tekstur tanah. Misalnya tanah yang bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan adsorptive, yang semakin halus teksturnya akan makin banyak, sehingga makin besar kapasitas simpan airnya, hasilnya berupa peningkatan kadar dan ketersediaan air tanah. (Hanafiah, 2007).

permeabilitas tanah ialah sifat tanah yang menyatakan cepat lambatanya jenuh, yang dapat diukur dengan peresapan air melalui masa tanah per waktu tertentu. Laju permeabilitas di kelompokkan mejadi beberapa kriteria yaitu untuk kategori lambat (kurang dari 0.5 cm/jam), agak lambat (0.5 – 2.0 cm/jam), sedang (2.0 – 6.25 cm/jam), agak cepat ( 6.25 – 12.5 cm/jam), cepat ( lebih dari 12.5 cm/jam). (Suripin, 2001).

BAB VI KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa :

Hasil pengukuran permeabilitas dari tanah yang dijadikan sampel ialah : 2,76 cm/jam. nilai 2,76 dalam permeabilitas termasuk dalam kategori Sedang. beberapa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya permeabilitas adalah tekstur tanah, kandungan bahan organik, dan struktur tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Handayanto, E. 2009. Dasar Ilmu Tanah. FP. UB. Malang.

Hanafiah. 2007. Dasar – Dasar ilmu Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Prasetyo dan Suharta, 2008. Dasar-dasar Ilmu Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Rohmat, 2009. Dasar – Dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta

Sari Lubis. 2007. Keterhantaran Hidraulik dan Permeabilitas. Fakultas Pertanian   Universitas Sumatra Utara : Sumatra Utara.

Suripin. 2001. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. ANDI. Yogyakarta

Susanto. 1994. Sifat dan Ciri Tanah. Akademik Pressindo : Jakarta.