Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas Tanah

1
Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas :
Kaitan, Perumusan dan Perkembangan Penglompokan
Oleh :
Kemala Sari Lubis,SP,MP
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
2
DAFTAR ISI
Halaman
Kata Pengantar
i
Daftar Isi
ii
Pendahuluan
1
Keterhantaran Hidrolik Jenuh
1
Pengukuran Keterhantaran Hidrolik pada Tanah Jenuh di
Laboratorium dan Lapangan
1
1. Penentuan Keterhamtaran Hidrolik di Laboratorium
Menggunakan Permeameter
1
2. Penentuan Keterhamtaran Hidrolik di Lapangan
Pemindahan Air Melalui Tanah pada Kondisi Jenuh
1
2
1. Hukum Darcy
2
2. Kecepatan Aliran Air (J)
2
3. Gradien Hidrolik
3
Potensial Air
3
Potensial Air Tanah pada Aliran Jenuh
3
Hubungan Antara Permeabillitas dan Keterhantaran Hidrolik
4
Istilah Permeabilitas
4
Keterkaitan Permabilitas dengan Keterhamtara Hdrolik
Jenuh
6
Perkembangan Peralihan dari Permeabilitas menjadi Keterhantaran Hidrolik
7
Sebelum Tahun 2003
7
Tahun 2003
8
Penutup
8
Daftar Pustaka
9
Lampiran
10
ii
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
3
Pendahuluan
Secara kuantitatif jumlah air yang dipindahkan (pemindahan air) dapat
diukur menggunakan hukum Darcy terutama pada kondisi jenuh dengan penekanan
pada keterhantaran hidrolik jenuh (Ks). Dengan demikian terdapat hubungan
keterhantaran hidrolik jenuh dengan permeabilitas.
Dalam hukum Darcy
keterhantaran hidrolik jenuh adalah konstanta yang menunjukkan hubungan linier
antara 2 variabel yanitu J (kecepatan aliran air) dan i (gradient hidrolik).
Kemiringan garis J/I menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran air dan
gradient hidrolik.
Pengelompokan permeabilitas dan keterhantaran hidrolik jenuh berubah dan
mengalami perbaikan sejalan dengan perkembangan ilmu dari tahun 1951 hingga
2003, kecuali untuk kelas tertinggi.
Keterhantaran Hidrolik Jenuh
Keterhantaran hidrolik (K), adalah perbandingan antara debit terhadap gradient
hirdolik atau sudut pengaliran dan kurva gradient. Pada tanah jenuh dengan struktur stabil,
serta pada media sarang yang mantap seperti batu berpasir, sebagai contoh, keterhantaran
hidrolik dicirikan oleh nilai yang tetap. Besarnya sekitar 10-2 – 10-3 cm/detik pada tanah
pasir dan 10-4 -10-7 cm/detik untuk tanah-tanah liat. Keterhantaran hidrolik (K) bukan
hanya merupakan sifat khas tanah itu sendiri, karena K bergantung pada atribut tanah dan
fluida secara bersama-sama. Sifat tanah yang mempengaruhi keterhantaran hidrolik adalah
porositas total, distribusi ukuran pori, kelokan secara ringkas adalah geometri pori suatu
tanah . Atribut fluida yang mempengaruhi keterhantaran adalah densitas dan viskositass
fluida.
Keterhantaran hidrolik jenuh adalah pengukuran secara kuantitatif kemampuan tanah
yang dijenuhi air kiriman jika dihubungkan dengan gradient hidrolik. Keterhantaran
hidrolik jenuh dipengaruhi oleh tanah dan sifat-sifat cairan. Ini bergantung pada ukuran
pori dan juga kekentalan cairan dan kerapatan. Keterhantaran hidrolik jenuh untuk suatu
tanah tertentu menjadi lebih rendah jika cairan labih kental daripada air.
Pengukuran Keterhantaran Hidrolik pada Tanah Jenuh di Laboratorium dan
Lapangan
1.Penentuan Keterhantaran Hidrolik di Laboratorium Menggunakan Permeameter
Penentuan semacam ini bias dilakukan dengan contoh tanah yang kering dan terpisahpisah yang harus dipadatkan ke dalam sel aliran dengan cara standar atau lebih baik
menggunakan contoh tanah utuh yang diambil langsung dari lahan. Pada kedua cara
tersebut di atas perlu dihindarkan cara-cara untuk mencegah aliran daerah batas sepanjang
dinding wadah.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
4
2.Penentuan Keterhantaran Hidrolik di Lapangan
Oleh Talisma (1960) dan Boersma (1965 a,b) dalam penentuan keterhantaran hidrolik
dilakukan dengan mudah di bawah muka air tanah, seperti dengan metode lubang bor
(Luthin, 1957) atau dengan metode pezometer (Johnsn et al., 1952). Cara lain dengan
metode tabung ganda (Bouwer, 1961, 1962), metode pemompaan dalam sumur dangkal dan
dengan metode permeameter lapangan (Winger,1960).
Pemindahan Air Melalui Tanah pada Kondisi Jenuh
Dalam menghitung pemindahan air melalui tanah pada kondisi jenuh dikenal suatu
hukum yakni hukum Darcy yang biasa juga digunakan dalam menghitung permeabilitas.
Pada kenyataannya hukum Darcy juga melibatkan keterhantaran hidrolik dan gradient
hidrolik sebagai parameter. Hukum Darcy ini melukiskan aliran air pada kondisi jenuh
secara kuantitati . Untuk memudahkan kita dalam memahaminya dapat dilihat pada uraian
berikut.
1. Hukum Darcy
Hukum Darcy secara kuantitatif merupakan satu ukuran pengaliran air pada tanah jenuh
dan dirumuskan sebagai berikut :
q = J = - Ki (pers.1), dimana : J = kecepatan aliran air; K = keterhantaran hidrolik dan
i = gradient hidrolik
Tanda negatif menunjukkan K positif dan mempertahankan kesauan arah ; gradient
selalu menurun pada/sejalan arah aliran air. Untuk mudahnya, tanda (-) diabaikan pada
pembahasan ini. Hukum Darcy menunjukkan bahwa kecepatan aliran air (J) berbanding
lurus dengan gradient hidrolik (i). Keterhantaran hidrolik (K) adalah konstansta yang
menegaskan hubungan yang sebanding antara kecepatan aliran dengan gradient
hidrolik.Ukuran –ukuran yang menentukan kecepatan aliran air dan gradient hidrolik dalam
penetapan keterhantaran hidrolik bias bervariasi. Dalam hukum Darcy, keterhantaran
hidrolik jenuh adalah konstanta yang menunjukkan hubungan linier antara 2 variabel J dan i
(Gambar 3). Kemiringan garis J/i menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran air dan
gradient hidrolik.
2.Kecepatan Aliran Air (J)
Kecepatan aliran air dirumuskan sebagai berikut :
J = Q/At (pers.2), dimana : J = jumlah air ; Q = pemindahan air melalui irisan melintang
(A) dan t = waktu (Gambar 1)
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
5
Gambar 1. Kecepatan aliran air (J) adalah jumlah air (Q) yang lewat melalui irisan melintang (A) per satuan waktu (t)
Kecepatan aliran air dapat didefenisikan sebagai pengaliran air dari sebuah pipa air
(hose). Kecepatan aliran air adalah tingkat (banyak) air yang keluar melalui pipa air, dibagi
dengan luas irisan melintang dari pipa (Contoh : gal/hr in2 atau in3/hr in2 = in/hr).
3.Gradien Hidrolik
Gradien hidrolik melukiskan efektifitas kekuatan pada pemindahan air dan
dirumuskan sebagai berikut :
i = Δ H/l (pers.3)
dimana ΔH adalah perbedaan atau perubahan total potensial air antara titik-titik dalam
tanah, dan l adalah jarak antara titik-titik. Gradien hidrolik adalah perbedaan total pusat
hidrolik per satuan jarak.
Potensial Air Tanah
Potensial air tanah adalah kekuatan gerakan pemindahan air. Keuntungan utama dari
konsep “potensial” adalah sumbangannya terhadap suatu pengukuran yang tidak seragam
degan muka air tanah yang dapat dievaluasi pada suatu waktu dan setiap waktu dalam
tanah-tanaman-atmosfir (Hillel, 1980). Air tanah adalah subjek untuk sejumlah gaya.
Gaya-gaya ini termasuk gravitasi, tekanan hidrolik, atraksi matriks tanah terhadap air,
keberadaan solute, dan aksi tekanan gas eksternal (Hillel, 1980). Pada beberapa titik dalam
tanah, total potensial air tanah adalah jumlah semua gaya-gaya yang terlibat.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
6
Potensial Air Tanah pada Aliran Jenuh
Dua kekuatan gerak utama adalah komponen bawah permukaan yaitu pusat tekanan dan
hidrolik (H) yang dirumuskan sebagai berikut :
H = Hg + Hp (pers.4)
Dimana : Hg = pusat gravitasi, dimana posisi vertical suatu titik berhubungan dengan
kemiringan datum tertentu (lihat datum pada Gambar 2). Persamaan pusat gravitasi positif
bila di atas datum atau negatif bila di bawah datum (contoh : pusat potensial dalam cm).
Kemiringan relatif berbeda antara suatu titik dan datum menentukan pusat gravitasi (Hg).
Pusat gravitasi adalah kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan air dari datum ke posisi
sekarang (Hig pada Gambar 2). Hp = pusat tekanan akibat bawah permukaan air, memiliki
nilai 0 pada permukaan air dan meningkat (memiliki nilai positif) dengan kedalaman
mengikuti/di bawah permukaan air) (Contoh : Hip pada Gambar 2). Gambar 2 berikut
menunjukkan variabel yang terlibat pada gradient hidrolik. Gambar ini menunjukkan
lubang tanah sebagai suatu silinder untuk kedua ukuran : areal irisan melintang dan satu
dimensi aliran air vertikal. Total pusat hidrolik pada keduanya yaitu aliran ke dalam (Hi
=Hig +H) dan aliran keluar (Ho =0) yang ditentukan oleh datum. Total perbedaan (ΔH =
Hi – Ho) antara aliran ke dalam dan keluar adalah kekuatan gerak untuk aliran air.
Efektifitas kekuatan gerak ini bergantung pada jarak (l) antara aliran air ke dalam dan aliran
air ke luar (ΔH) dibagi dengan l (jarak) adalah gerakan hidrolik. Hasilnya adalah suatu
peningkata dalam kecepatan aliran atau tingkat aliran.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
7
Gambar 2. Hi dan Ho adalah total pusat hidrolik pada masing-masing aliran ke dalam dan
ke luar. Datum plane adalah pilihan pada keluaran Ho = 0. Perbedaan antara
antara Ho dan Hi adalah ΔH. Untuk lubang vertikal dengan datum pada
bagian bawah gravitasi (Hig) dan panjang lubang (l ) adalah sama
Konskuensinya, keragaman adalah panjang (kedalaman) bawah permukan (Hip)
mendapatkan tingkat aliran air yang efektif. Peningkatan panjang kedalaman bawah permukaan (Hip) meningkatkan gradien, yang pada gilirannya meningkatkan kecepatan aliran air
(flux).
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
8
Pemindahan air berasal dari titik-titik yang lebih tinggi ke yang lebih rendah
total pusat hidroliknya tanpa melihat apakah titik-titik ada dalam lubang (seperti Gambar
2) atau pada suatu bentang lahan.
Hubungan Antara Permeabilitas dan Keterhantaran Hidrolik
Istilah Permeabilitas
Istilah permeabilitas telah didefenisikan oleh beberapa pakar dalam kalimat yang
berbeda-beda namun mengandung makna yang sama. Ada tiga pengertian untuk
permeabilitas seperti berikut :
1. Pada ilmu tanah, permeabilitas didefenisikan secara kualitatif sebagai pengurangan
gas-gas, cairan-cairan atau penetrasi akar tanaman atau lewat melalui suatu massa
tanah atau lapisan tanah (SSSA, 2001).
2. Permeabilitas intrinsic menurut Richards (1952) adalah sifat-sifat kuantitatif dari
bahan berpori dan dikendalikan semata-mata oleh geometri pori . Tidak seperti
keterhantaran hidrolik jenuh, permeabilitas intrinsik tidak bergantung dari
kekentalan cairan dan kerapatan. Permeabilitas intrinsic dirumuskan sebagai
keterhantaran hidrolik dikali dengan kekentalan cairan dibagi dengan kerapatan
cairan dan konstanta gravitasi. Tabel 1 menunjukkan perbandingan keterhantaran
hidrolik jenuh dan permeabilitas interinsik.
3. Pada beberapa masalah, permeabilitas digunakan sebagai persamaan untuk Ks
(keterhantaran hidrolik jenuh ), meskipun beberapa jumlah lain biasa menggunakan
istilah permeabilitas. Sebagai contoh dalam studi permeabilitas oleh Uhland dan
O’Neal (1951), kecepatan aliran air (pada kondisi gradient hidrolik >1) diukur
sebagai permeabilitas tanah. Hukum Darcy menunjukkan bahwa kecepatan aliran
(flux) adalah sama dengan Ks (keterhantaran hidrolik jenuh) hanya jika gradient
hidrolik sama dengan 1. Karenanya, nilai kecepatan aliran yang dilaporkan dalam
studi ini tidak sama dengan Ks.
Perbedaan pengertian untuk permeabilitas tidak mungkin merubah ilmu pengetahuan.
Disamping itu, pengertian yang tersembunyi dari istilah permeabilitas bisa kurang seragam
secara penulisan atau dalam konteks verbal. Pertama dari tiga pengertian tidak membawa
implikasi secara kuatitatif. Masalah sering muncul bila pengertian tumpang tindih.
Keberadaan konvensi ilmu pengetahuan mematuhi penggunaan ketiga pengertian secara
keseluruhan dan merupakan suatu alasan yang penting untuk menggunakan keterhantaran
hidrolik jenuh (Ks).
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
9
Tabel 1. Suatu perbandingan keterhantaran hidrolik jenuh dan permeabilitas intrinsik
(Skopp, 199)
Keterhantar Hidrolik Jenuh (Ks)
Permeabilitas (k)
Bergantung suhu
Tidak bergantung suhu
Bergantung kekentalan cairan
Berhubungan konstan dengan
Kekentalan cairan, berkurangnya cairan
merubah struktur tanah
Terjadi perubahan dengan berubahnya
Terjadi perubahan dengan berubahnya
Struktur
struktur
Ukuran-ukuran bergantung pada kecepatan
Ukuran-ukuran adalah panjang (cm2);
dan gradient; waktu adalah komponen
dimana suatu unit area; waktu bukan
merupakan komponen
Keterkaitan Permeabilitas dengan Keterhantaran Hidrolik Jenuh
Dalam Hukum Darcy yang dipakai pada permeabilitas, keterhantaran hidrolik jenuh
adalah suatu konstanta yang menunjukkan hubungan linier antara 2 variabel J dan I
(Gambar 3). Kemiringan garis J/I menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran air dan
gradient hidrolik. Penyelesaian persamaan Darcy terhadap K menghasilkan J/I (lihat
persamaan 5). Kecepatan aliran air menunjukka jumlah pemindahan air dalam arah dan
pada suatu tingkat yang proporsional terhadap gradient hidrolik.
Jika gradient hidrolik yang sama diaplikasi terhadap dua tanah, tanah dengan jumlah
air yang dialirkan lebih besar merupakam tanah yang lebih menghantar. (konduktif). Pada
Gambar 3 tanah berpasir menghasilkan kecepatan aliran air yang lebih tinggi daripada
tanah berliat pada gradient hidrolik yang sama. Tanah dengan kemiringan yang lebih tajam
(tanah pasir pada Gambar 3) memiliki keterhantaran hidrolik yang lebih besar.
Keterhantaran hidrolik (atau kemiringan K) menunjukkan hubungan berbanding lurus
antara kecepatan aliran air (flux) dan gradient hidrolik, atau dalam hal ini, aliran tidak
langsung pada tanah jenuh. Dengan demikian keterhantaran hidrolik jenuh (Ks) adalah
suatu tampilan kuantitatif dari kemampuan tanah untuk mengalirkan air pada suatu gradient
tertentu. Keterhantaran hidrolik jenuh dipengaruhi oleh sifat tanah dan cairan. Ini
bergantung pada bangun pori-pori tanah seperti halnya kekentalan cairan dan kerapatan.
Keterhantaran hidrolik untuk suatu tanah menjadi lebih rendah jika cairan lebih kental
daripada air. Bangunan pori dan kontinuitas dalam tanah atau bentang lahan bervariasi
bergantung pada arah pengukuran. Komponen vertikal K dapat berbeda dari komponen
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
10
horizontal. Penyelesaian Hukum Darcy untuk keterhantaran hidrolik menghasilkan rumus :
K = J/I (pers. 5)
Gambar 3. Suatu diagram yang menunjukkan hubungan antara flux dan gradient hidrolik.
Keterhantaran hidrolik (K) adalah kemiringan yang menunjukkan hubungan
timbal balik. Garis-garis yang dihubungkan menunjukkan bahwa pada
gradient hidrolik, tanah dengan keterhantaran yang lebih tinggi memiliki flux
yang lebih tinggi. (Hillel, 1980).
Keterhantaran hidrolik (atau Ks) ditunjukkan menggunakan berbagai satuan. Satuan
dan ukuran ini bergantung pada apa yang digunakan untuk mengukur gradient hidrolik
(massa, volume, atau berat) dan kecepatan aliran (massa atau volume). Kecepatan aliran (J)
ditunjukkan berdasarkan dasar volume, dan satuan m/detik. Perbedaan pusat hidrolik (ΔH)
ditunjukkan sebagai suatu dasar berat. Satuan cm untuk pusat, dan gradient hidrolik (i)
menjadi satuan (seperti : cm/cm). Lalu Ks mengambil satuan yang sama dengan kecepatan
aliran (flux) (m/detik).
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
11
Kecepatan aliran (flux) adalah suatu tingkatan (bergantung variable pada gambar 3),
gradient hidrolik adalah kekuatan bergerak disamping flux (tidak bergantung gambar 3) dan
keterhantaran hidrolik secara proporsional adalah konstan yang menunjukkan hubungan
timbal balik antara keduanya. Keterhantaran hidrolik adalah suatu sifat penting karena
dapat digunakan untuk menghitung hubungan kecepatan aliran (flux) dari suatu gradient
hidrolik.
Perkembangan Peralihan dari Permebilitas menjadi Keterhantaran Hidrolik
Sebelum Tahun 2003
Dua pengelompokan permeabilitas adalah sesuai dan tidak sesuai. Uhland dan O’Neal
(1951) mengevaluasi tingkat perkolasi sekitar 900 tanah. Mereka mendefenisikan kelaskelas permeabilitas melalui distribusi data perkolasi yang sama antara tujuh kelas-kelas
tetantatif (Lampiran 2). Dengan mengikuti data perkolasi, mereka juga mempelajari 14 sifat
morfologi tanah yang mempengaruhi perpindahan air dan yang dapat digunakan untuk
memprediksi kelas-kelas permeabilitas. Karena pengaruh manajemen pada horiozn
permukaan, mereka memekankan kajian terhadap horizon di bawah lapisan permukaan.
Kelas-kelas ini dipublikasi oleh Soil Survey Manual tahun 1951 (Soil Survey Staff, 1951).
Pada tahun 1963, Komite Nasional Kelembaban Tanah (NCSS) menyusun suatu
kelas/sub kelas “ skema pilihan” dengan lima hingga tujuh kelas (Tabel 2) (Soil Survey
Division, 1997). Proposal ini telah diterima. Pada tahun1969 laporan akhir dari Komite
Nasional Kelembaban Tanah (NCSS) adalah metoda lubang Uhland seharusnya digunakan
untuk aliran jenuh (contoh : penempatan kelas permeabilitas) dan metoda auger hole
seharusnya digunakan untuk kesesuaian lahan dainase (Soil Survey Division, 1997). Pada
tahun 1969 Komite Nasional Kelembaban Tanah (NCSS) merekomendasikan bahwa istilah
: ……keterhantaran hidrolik jenuh digunakan untuk data yang menunjukkan suatu
kecepatan dan diperoleh melalui analisis menggunakan hukum Darcy pada lubang yang
dijenuhi”.
Pada tahun 1971, konferensi NCSS mengadakan suatu pertemuan untuk merevisi Soil
Survey Manual 1951, lima pengelompokan keterhantaran hidrolik diajukan. Pengelompkan
termasuk 10 pemisahan pada batas kelas; ini adalah batas tiap kelebihan kelas batas-batas
kelas sebelumnya melalui sebuah faktor dari 10 (lihat Lampiran 2). Pengurangan dari tujuh
menjadi lima kelas diperbaiki Mason (1957) yang menemukan peluang rendah dari
penempatan yang benar dari suatu tanah pada struktur kelas permeabilitas asli. Juga pada
tahun 1971, di tahun yang sama lima kelas keterhantaran hidrolik diajukan, kelas
permeabilitas baru diterima pada penuntun Penggunaan Teknik Interpretasi Tanah (USDASCS, 1971). Menskipun jumlah kelas tidak dirubah (masih tujuh), tiga pemisahan dalam
batasan kelas diterima (seperti 0,06 – 0,2; 0,2 – 0,6; 0,6 – 2,0. dan seterusnya). Selama
kurang dari tahun 1970 dan mendekati tahun 1980, Dr. Ron Paetzold, kemudian dengan
Laboratorium Survey Tanah, Beltsville, Maryland telah melaksanakan dan mengulang
sumber bacaan terhadap nilai-nilai keterhantaran hidrolik tanah untuk merevisi Soil Survey
Manual. Beliau telah membuat enam kelas keterhantaran hidrolik tanah dengan 10
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
12
pemisahan (seperti 0,01 – 0,1; 0,1 – 1, 1 -10, dan seterusnya) dengan satuan SI yakni
μm/detik.
Pada tahun 1981, Soil Survey Manual melalui direksi nasional mengurangi kelas
Paetszold’s untuk keterhantaran hidrolik . Pengurangan kelas dengan meningkatkan batasan
kelad dari 3 fold menjadi 10 fold. Pada tahun 1983 Buku Pegangan Tanah Nasional
mempublikasi kelas-kelas untuk keterhantaran hidrolik jenuh dan permeabilitas .
Pada tahun 1993, Buku Pegangan Survey Tanah Nasional menambah kelas-kelas
keterhantaran hidrolik jenuh dan menetapkan kelas permeabilitas dengan menambah 8
kelas (lihat kolom “1996” pada Lampiran 2).
Tahun 2003
Untuk menyelesaikan masalah keterhantaran hidrolik, tahun 2003 Bagian Survey
Tanah melaporkan kelas-kelas keterhantaran hidrolik sebagai standar untuk komunikasi
pemindahan air pada survey tanah kooperatif nasional. Kesimpulan ini merupakan
gabungan semua rekomendasi dari komite regional dan nasional mulai tahun 1960 dan
kulminasi oleh direksi nasional , pada tahun 1981 penyebaran kelas keterhantaran hidrolik
telah direvisi Soil Survey Manual. Kelas permeabilitas dan kebanyakan referensi untuk
permeabilitas dipindahkan dari National Soil Survey Handbook dan diganti dengan kelas
keterhantaran hidrolik jenuh dari Soil Survey Manual tahun 1993.
Penutup
Tulisan ini menjelaskan hukum Darcy yang merupakan suatu hukum yang dipakai
dalam pengukuran permeabilitas tanah. Namun pada hakekatnya aliran air dalam tanah
tidak terlepas dari gradient hidrolik yang terjadi akibat perbedaan ketinggian permukaan air
dalam sutau kolom air tanah (ΔH) dibandingkan kedalaman kolom air tanah. Dengan
demikian jumlah air yang mengalir pada suatu kolom air yang jenuh merupakan resultan
keterhantaran hidrolik dengan gradient hidrolik , luas areal dan waktu (Q= Ki At
mengingat J =Q/At).
Adanya keterkaitan antara kerterhantaran hidrolik jenuh dengan permeabilitas
ditunjukkan oleh hubungan yang berbanding lurus antara keterhantaran hidrolik dengan
kecepatan aliran (J). Sementara itu kecepatan aliran merupakan perbandingan jumlah air
yang lewat melalui irisan melintang suatu area per unit waktu (J = Q/At). Semakin tinggi
kecapatan aliran air semakin besar keterhantaran hidrolik. Ini terjadi pada tanah berpasir.
Sebaliknya kecepatan aliran air menurun pada tanah berliat yang selanjutnya menunjukkan
penurunan keterhantaran hidrolik pada tanah berliat tersebut.
Sekelumit tentang
perkembangan peralihan keterhantaran hidrolik menjadi
permeabilitas tanah telah digambarkan sesuai dengan kemajuan pemikiran para ahli di
bidang ilmu tanah. Dalam kesempatan ini penulis berharap dapat memberikan sumbangan
pengetahuan yang baru kepada pembaca sekalian mengenai peralihan keterhantaran
hidrolik ini menjadi permeabilitas guna menambah dan melengkapi pengetahuan pembaca
sebelumnya.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
13
Daftar Pustaka
Franzmeier,D.P.,B.R.Brasher, and S.J.Ross,Jr. Soil percolation rates during sustained
testing. December 1964. Mimeographed.
Hillel, D.1980. Fundamentals of soil physiscs. Academic Press. New York,NY.
Mason,D.D., J.F.Lutz, and R.G.Petersen. 1957. Hidraulyc conductivity as related to certain
soil properties in a number of great soil groupssampling errors involved. Soil
Science Society of America Proceeding 21 : 554 – 561.
Norton,E.A. 1939. Soil onservation survey handbook, USDA,Soil Conservation Service,
Miscellaneous Publication No. 352.U.S.Government Printing Office, Washington,DC.
Richards,L.A. (Chairman). 1952. Report on the subcommittee on permeability and
infiltration, committee on terminology. Soil Science Society of America Proceedings
16:85-88.
Skopp,J. 1994. Class notes: Physical concept of soils. University of Nebraska, Lincoln,
Nebraska.
Soil Science Society of America. 2001. Glossary of soil science term {Online}. Available
at http://www.soil.org/sssaglos/ (verified November 23,2004).
Soil Survey Division Staff. 1993. Soil survey manual. United States Department of
Agriculture, Soil Conservation Service, Agricultural Handbook No. 18.U.S. Government
Printing Office, Washington,D.C.
Soil Survey Division. 199. Proceedings of National and Rrgional Cooperative Soil Survey
Conference-1963-1996. United States Department of Agriculture, Natural Resources
Conservation Service. Available on CD-ROM from the National Soil Survey Center,
Lincoln,NE.
Soil Survey Staff. 1951. Soil survey manual. United States Department of Agriculture, Soil
Conservation Service, Agricultural Handbook No. 18. U.S. Government Printing Office.
Washington, D.C.
Soil Survey Staff. 1983. Natioal Soil Handbook, title 430-VI. United States Department of
Agriculture, Soil Conservation Service, U.S. Government Printing Office, Washington,D.C.
Uhland, R.E. and A.M.O’Neal. 1951. Soil permeability determination for use in soil and
water conservation. SCS-TP-101. United States of Agriculture, Soil Conservation Servise,
Washington,D.C.
United States Dapartment of Agriculture, Soil Conservation Service. 1971. Guide for
interpreting engineering uss of soils. U.S.Government Printing Office, Washington, D.C.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
14
Lampiran 1. Perkembangan Klasifikasi Permeabilitas san Keterhantaran Hidrolik Jenuh /Ks
(Nilai-nilai adalah di bawah nilai pengelompokan, kecuali untuk kelastertinggi)
1951
1981
1963
1983
Kelas Permeabilitas
Kelas Ks yang dipakai
1971
1996
1971
2003
Kelas Ks pertama
Kelas Permeabilitas
Diusulkan
telah direvisi
Uhland & O’Neal, Usulan NCSS* Konferensi NCSS
Bagian Survei Tanah
Konferensi NCSS
SSM
NCSS (Survei Tanah
Manual)
in/jam
m/jam
<.001417
in/jam
μm/detik
cm/hari in/jam μm/s
in/jam
μm/detik
in/jam
Kelas Sub Kelas <1
(.016)
.12
<0,01
<0.0015
<0.01
<0.05
.01417
0.1
<0.06 3
<0.06
0.20
.1417
1.0
0.80
0.63
0.63
0.6
2.0
2.0
2.0
6.3
6.0
0.06
0.1
0.2
1.0
0.063 – 0.2
0.2
0.6
2.50
2.0
5.00
6.0
6
100
10.00
20.0
6.30 -30.0
≥ 10.0
14.7
≥ 20.0
≥ 100
20.0
≥ 1000
(16)
116
100
≥ 20.0
≥
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007
15
•
NCSS – National Cooperative Soil Survey
•
Kelas permeabilitas < 0.0015 in/jam perkiraan batas 1 kaki/tn digunakan oleh
tekhnisi dari EPA dan NRCS.
Kemala Sari Lubis : Keterhantaran Hidrolik dan Permeabilitas : Perumusan, Kaitan dan Perkembangan Pengelompokan, 2007
USU Repository © 2007