instruksi kerja laboratorium fisika tanah - Tanah UB

INSTRUKSI KERJA
LABORATORIUM FISIKA TANAH
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2011
Instruksi Kerja
Laboratorium Fisika Tanah
Jurusan Tanah
Fakultas Pertanian
Universitas Brawijaya
Kode Dokumen
Revisi
Tanggal
Diajukan oleh
:
:
:
:
0040207100
2
08 Juni 2011
Tim Unit Jaminan Mutu
Ketua,
(ttd)
Dikendalikan oleh
Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU
Sekretaris Jurusan
:
(ttd)
Disetujui oleh
Dr.Ir. Sugeng Prijono, SU
Ketua Jurusan
:
Ttd
Prof.Dr.Ir. Zaenal Kusuma, SU
ii
DAFTAR ISI
Daftar Isi
1. Pengambilan Contoh Tanah Utuh
2. Pengambilan Contoh Agregat Utuh
3. Pengambilan Contoh Tanah dari Profil Tanah
4. Analisa Berat Isi Metode Silinder
5. Analisa Berat Isi Metode Clod
6. Analisa Berat Jenis Tanah Metode Piknometer
7. Analisa Mekanik Tanah Penetapan Tekstur Metode
Pipet
8. Analisa Karakteristik Lengas Tanah (Kurva pF)
9. Analisa Kemantapan Agregat Ayakan Basah
10. Analisa Infiltrasi Lapangan Metode Double Ring
11. Evaporasi Tanah Terbuka
12. Analisa Konduktivitas Hidraulik Jenuh
iii
Halaman
iii
1
4
5
7
9
12
14
17
20
22
24
27
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. DEFINISI
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.
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).
1
c.
d.
-
-
Buang sisa lapisan pertama sampai batas lapis kedua.
Ratakan kemudian ambil contoh seperti cara diatas, dan
seterusnya sehingga semua contoh setiap lapisan dapat
diambil.
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 (minipit).
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).
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.
e.
2
Gambar 1. Langkah–langkah pengambilan contoh tanah utuh.
6. LAMPIRAN
Formulir pengambilan contoh tanah dan hasil analisa Fisika
Tanah.
3
PENGAMBILAN CONTOH AGREGAT UTUH
0040207102
1. RUANG LINGKUP
Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun 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. LAMPIRAN
Formulir pengambilan contoh tanah.
4
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.
2. Ambil contoh tanah utuh seperti cara yang telah
didiskusikan sebelumnya.
5
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 (minipit).
6. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Fisika Tanah.
6
ANALISA BERAT ISI METODE SILINDER
0040207104
1. RUANG LINGKUP
Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun 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
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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)
7
d. Hitung bobot isi dengan rumus :
Kadar air (w)
Vol tanah
Ring blok
Vol. tanah
silinder
g g -1
k
cm3
l
cm3
m
Massa padatan
Berat isi
Mp
b
g
n
g cm -3
o
Rumus: BI = (100(X-Y) / (100+Z)) / (Volume tanah)
7. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Bobot Isi Tanah
Ring blok
Pjg
Tgi
(p)
(t)
cm
a
Silinder
Lbr
(L)
cm
b
Massa
total
tanah
basah
cm
c
Dmr
( )
cm
d
Tgi
Mt
Tnh
basah +
kaleng
Tnh
oven +
kaleng
(Tb + K)
g
h
(To + K)
g
i
(p)
cm
e
g
g
Keterangan :
h -i
k=
i-j
, l= axbxc
m = 0,25 π d 2 e
g
n=
Kadar air sub sampel
(W)
1+ k
n
o=
m
8
Kaleng
(K)
g
j
ANALISA BERAT ISI METODE CLOD
0040207105
1. RUANG LINGKUP
Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun 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
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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).
c. Lapisi clod dengan parafin panas, setelah kering timbang
(b).
9
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
p
a
b
c
=
=
=
=
kerapatan jenis air (1)
kerapan jenis parafin (0.8)
berat tanah clod
volume tanah + parafin dalam gelas ukur berisi
air
= 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.
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
10
j.
k.
tanah 1/3 atm, yaitu kenaikan volume air (no h)
dikurangi volume parafin, BJ parafin 0,8
Timbang contoh tanah yang dikeringkan dalam oven
(no f) kemudian tentukan kadar lengasnya.
Kadar lengas ini dapat digunakan untuk menghitung
berat contoh tanah (no g) pada suhu 105 0C. 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.
Bobot isi =
(berat tanah kering oven dalam silinder)
----------------------------------------------(volume silinder)
8. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Bobot isi Tanah.
11
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. 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
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
Fisika tanah.
4. DEFINISI
5. URAIAN PROSEDUR
a. Tentukan kadar lengas contoh tanah yang dianalisa
b. Timbang labu ukur kosong (x gram)
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.
12
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
X
Z
A
d
=
=
=
=
=
berat labu kosong + tanah kering oven
berat labu kosong (Vol. labu 100 ml)
berat labu berisi ( tanah + air) sampai garis batas
berat labu dan air dingin, sampai garis batas
kerapatan air pada saat pengamatan = 1
6. LAMPIRAN
Lampiran Formulir Pengamatan Berat Jenis Tanah Metode
Volumetrik.
13
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%
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.
c. 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
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
Fisika tanah.
4. DEFINISI
Tekstur adalah perbandingan antara persentase partikel
pasir, debu, dan liat.
5. URAIAN KERJA
14
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
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)
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).
Tambah 50 ml HCl 2M dan air sehingga volumenya 250
ml, dan cuci dengan air suling (untuk tanah kalkareous 4
- 5 kali).
Sesudah bersih, tambahkan 20 ml kalgon 5 % dan biarkan
semalam.
Tuangkan ke dalam tabung dispersi seluruhnya dan
tambahkan air suling sampai volume tertentu dan kocok
dengan pengocok listrik selama 5 menit.
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.
Pindahkan pasir bersih yang tidak lolos ayakan ke dalam
kaleng timbang dengan air dan keringkan diatas hot
plate.
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.
Buatlah larutan blanko dengan melakukan prosedur 1
s/d 8 tetapi tanpa contoh tanah.
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.
Keringkan sampel larutan tanah dengan meletakkan
kaleng diatas hot plate atau di dalam oven dan
timbanglah.
Pengambilan contoh yang kedua dilakukan setelah
jangka waktu tertentu, pada kedalaman tertentu yang
15
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.
Gambar. Segitiga Tekstur (USDA) untuk penetapan kelas tekstur
6. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Fisika Tanah.
16
ANALISA KURVA KARAKTERISTIK TANAH (KURVA pF)
0040207108
1. RUANG LINGKUP
Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis
yang akan mengukur Kurva karakteristik Tanah (Kurva pF).
2. ALAT dan BAHAN
1. Bak Perendam contoh tanah
2. Kotak Pasir (Sand Box)
3. Kotak Kaolin (Kaolin Box)
4. Peralatan piring tekan (Pressure Plate Apparattus)
5. Timbangan (dengan ketelitian sampai 0.1 g)
6. Oven dan kaleng timbang
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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 ).
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
17
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
tanah utuh diambil dengan silinderatau berupa agregat
utuh.
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.
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.
Alat yang dipakai adalah “ kotak pasir atau liat” yang
diatur sehingga permukaan air berada pada level
tertentu sesuai dengan tekanan matriks yang
dikehendaki.
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).
Biarkan contoh tanah itu menyatu dengan sistem yang
ada sehingga kesetimbangannya tercapai. Biasanya
setelah 4 – 10 hari tergantung dari tekstur tanah.
Setelah kesetimbangan tercapai. Tentukanlah kadar air
setiap contoh tanah.
Pada kesetimbangan di bawah -0.3 bar dipergunakan
piring yang diberi tekanan ( pressure plate apparatus )
dan diperlukan contoh tanah biasa.
Siapkan alat yang dipergunakan, khususnya piring
keramik harus direndam dalam air sehari sebelumnya
sehingga yakin tidak terdapat udara dalam pori-porinya.
Contoh tanah biasa diberi air sambil diaduk sampai
jenuh, kemudian letakkan pada piring keramik yang
sudah dipasang dalam tabungnya.
Tutuplah tabung dan periksalah semua bagian alat ini
dengan teliti sebelum mengalirkan gas yang bertekanan
tinggi.
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.
18
m. Sesudah terjadi kesetimbangan keluarkan contoh tanah
dan tentukan kadar airnya (kadar air volume).
9. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Kurva Karakteristik Tanah.
19
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
1. Satu set ayakan dan alat penggerak ayakan
2. Spatula, sendok, kuas
3. Timbangan (ketelitian samapai 0,1 g)
4. Kaleng Timbang
5. Oven atau hotplate
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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
diantaranya.
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
melalui pengayakan jika perlu agregat yang terlalu besar
dipecahkan terlebih dahulu.
b. Sebelum analisis, tentukan lebih dulu kandungan air dari
contoh tanah.
20
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)]
Øi = diameter rata-rata; Mpi = massa tanah pada ayakan,
ΣMp = toatl massa tanah
10. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Kemantapan agregat tanah.
21
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
1. Silinder ganda (double rings) dan perlengkapannya
2. Tandon air
3. Stopwatch
4. Kaleng timba
5. Penggaris
6. Air
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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.
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.
22
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.
11. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Infiltrasi Tanah.
23
EVAPORASI TANAH TERBUKA
0040207111
1. RUANG LINGKUP
Instruksi kerja ini berlaku bagi mahasiswa ataupun analis
yang akan mengukur Evaporasi Tanah terbuka.
2. ALAT dan BAHAN
1. Silinder dari PVC ( diameter 8-10 cm, tinggi 5 cm )
2. Pisau atau alat pemotong tanah
3. Palu atau alat pemukul
4. Lembaran plastic
5. Karet tali
6. Timbangan
7. Kuas atau sikat
3. REFERENSI
Prosedur layanan analisa laboratorium, Panduan analisa
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.
b. Ketersediaan air di permukaan tanah. Tanah basah
berarti persediaan banayak maka potensi penguapan
juga besar.
24
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 masingmasing 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).
12. Kembalikan lisimeter ini ke dalam lubang tempat
semula, dan usahakan agar posisinya tepat dalam
25
13.
14.
15.
16.
lubang dan permukaan tanah dalam tabung rata
dengan permukaan tanah di sekitarnya.
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.
Timbangan sekali lagi (berat = y gram )
Lembalikan lisimeter ini ke lubang semula, mungkin
besok paginya akan diulangi lagi pengukuran mulai
no 8 sampai no 11, jika memenuhi syarat-syarat
tertentu.
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
6. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Evaporasi Tanah.
26
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
1. Alat penetapan hantaran hidraulik jenuh
2. Tabung silinder
3. Tempat penampung air
4. 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.
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 :
27
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 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.
28
4. Ambilah rata-rata dari kelima pengukuran tadi dan
hitung hantaran hidroliknya dengan persamaan :
K = (qL) / (A * t * H)
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)
7. LAMPIRAN
Formulir hasil analisa Hantaran Hiidraulik Jenuh Tanah.
29