Porositas dan Permeabilitas Air Tanah

makalah

Porositas dan Permeabilitas Air Tanah

Disusun Oleh:

Yusfaizi Aditia (1404108010051)

Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Pertambangan

Universitas Syiah Kuala

2016

Kata Pengantar

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini, dengan baik meskipun banyak kekurangan di dalamnya.

Saya sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita. Saya juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, saya berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah saya buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya makalah yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun dari Anda demi perbaikan makalah ini di waktu yang akan datang.

Banda Aceh, Maret 2016

Penyusun

Daftar Isi

Kata Pengantar...i

Daftar Isi...ii

Air Tanah...1

I. Porositas Tanah...3

A. Faktor Yang Mempengaruhi Bulk Density (BD) Dan Partikel Density (PD) Tanah...6

B. Pengaruh Porositas Terhadap Produktivitas Tanaman...7

C. Faktor–Faktor Yang Mempengaruhi Porositas Tanah...8

II. Permeabilitas Tanah...9

A. Pengertian Permeabilitas...11

B. Koefisien Permeabilitas...12

C. Penentuan Koefisien Permeabilitas...12

D. Faktor – faktor yang mempengaruhi Permeabilitas...15

Penutup...18

Air Tanah

Air tanah dapat didefinisikan sebagai semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau regolith. Dapat juga disebut aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan (Noer Aziz, 2000:81). Kebanyakan air tanah berasal dari hujan. Air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah, perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam tanah atau di permukaan dan bergabung dengan aliran sungai. Banyaknya air yang meresap ke tanah bergantung pada selain ruang dan waktu, juga di pengaruhi kecuraman lereng, kondisi material permukaan tanah dan jenis serta banyaknya vegetasi dan curah hujan. Meskipun curah hujan besar tetapi lerengnya curam, ditutupi material impermeabel, persentase air mengalir di permukaan lebih banyak daripada meresap ke bawah. Sedangkan pada curah hujan sedang, pada lereng landai dan permukaannya permiabel, persentase air yang meresap lebih banyak. Sebagian air yang meresap tidak bergerak jauh karena tertahan oleh daya tarik molekuler sebagai lapisan pada butiran-butiran tanah. Sebagian menguap lagi ke atmosfir dan sisanya merupakan cadangan bagi tumbuhan selama belum ada hujan (Anonim1, 2009).

Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah sampai dia mencapai lapisan tanah atau batuan yang jarak antar butirannya sangat-sangat sempit yang tidak memungkinkan bagi air untuk melewatinya. Ini adalah lapisan yang bersifat impermeabel. Lapisan seperti ini disebut lapisan aquitard (gambar sebelah kanan bersifat impermeabel yang sulit diisi air, sementara yang kiri bersifat permeabel yang berisi air).

Gambar Lapisan permeable dan impermeable

Air yang datang kemudian akan menambah volume air yang mengisi rongga-rongga antar butiran dan akan tersimpan disana. Penambahan volume air akan berhenti seiring dengan berhentinya hujan. Air yang tersimpan di bawah tanah itu disebut air tanah. Sementara air yang tidak bisa diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan. Permukaan air tanah disebut water table, sementara lapisan tanah yang terisi air tanah disebut zona saturasi air.

Gambar Water table dan zona jenuh air

Model aliran air tanah itu sendiri akan dimulai pada daerah resapan airtanah atau sering juga disebut sebagai daerah imbuhan air tanah (recharge zone). Daerah ini adalah wilayah dimana air yang berada di permukaan tanah baik air hujan ataupun air permukaan mengalami proses penyusupan (infiltrasi) secara gravitasi melalui lubang pori tanah/batuan atau celah/rekahan pada tanah/batuan (Anonim1, 2009).

(precipitation) sampai zona saturasi dinamakan daerah rembesan ( recharge area ). Dan daerah dimana air tanah keluar dinamakan discharge area (Wuryantoro, 2007).

Gambar Diagram memperlihatka posisi relatif beberapa istilah yang berkaitan dengan air bawah permukaan.

Air tanah atau air bawah permukaan adalah batasan yang digunakan untuk menggambarkan semua air yang ditemukan di bawah permukaan tanah. Keberadaan air tanah dikontrol oleh sejarah dan kondisi geologi, deliniasi dan kondisi batas tanah dan formasi batuan di suatu wilayah dimana air mengalami perkolasi. Faktor lain yang berpengaruh adalah aktivitas dan iklim lingkungan sekitarnya, baik secara alami maupun dipengaruhi oleh manusia. Jika airtanah tersebut secara ekonomi dapat dikembangkan dan jumlahnya mencukupi untuk keperluan manusia, maka formasi atau keadaan tersebut dinamakan lapisan pembawa air atau akuifer baik berupa formasi tanah, batuan atau keduanya.

I. Porositas Tanah

untuk pergerakan air dan udara masuk dan keluar tanah yang secara leluasa , sebaliknya jika tanh tidal poreus (Hakim ,1996).

Tanah tersusun dari butiran tanah atau partikel lainnya dan rongga-rongga atau pori di antara partikel butiran tanah. Rongga-rongga terisi sebagian atau seluruhnya dengan air atau zat cair lainnya. Rongga-rongga tanah yang tidak terisi oleh air atau zat cair akan terisi oleh udara atau bentuk lain dari gas. Sifat-sifat mekanis penting tanah, seperti kekuatan (strength) dan pemampatan (compressibility), secara langsung berhubungan dengan atau paling tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor dasar seperti rapat masa (density), berat volume (unit weight), angka pori (void ratio), dan derajat kejenuhan(degree of saturation).

Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air berkaitannya dengan tingkat kepadatan tanah. Semakin padat tanah berarti semakin sulit untuk menyerap air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah menyerap air maka tanah tersebut memiliki porositas yang besar.

Tanah yang porositasnya baik adalah tanah yang porositasnya besar karena perakaran tanaman mudah untuk menembus tanah dalam menvari bahan organik. Selain itu tanah tersebut mampu menahan air hujan sehingga tanaman tidak selalu kekurangan air. Tetapi jika porositasnya terlalu tinggi, juga tidak baik, karena air yang diterima tanah langsung turun ke lapisan berikutnya. Tanah seperti ini kalau musim kemarau cepat membentuk pecahan yang berupa celah besar di tanah.

Pori-pori tanah terbagi menurut besar kecilnya ruangan atau rongga antar partikel tanah, pori terbagi menjadi tiga kelompok yaitu : (1) pori makro atau pori besar ; (2) pori meso atau pori sedang ; dan (3) pori mikro atau pori kecil.

Pori tanah jika dalam keadaan basah seluruhnya akan terisi oleh air, baik pori mikro, pori meso ataupun pori makro. Sebaliknya pada keadaan kering, pori makro dan sebagian pori meso terisi udara. Tanah yang strukturnya gembur atau remah dengan tindakan pengolahan tanah yang intensif dan bertekstur lempung, umumnya mempunyai porositas yang besar. Porositas perlu diketahui karena merupakan gambaran aerasi dan drainase tanah (Foth, 1994).

Faktor porositas tanah dikendalikan oleh tekstur tanah, struktur, dan kandung-an bahan organik. Pada KU dengan poro-sitas tanah tinggi terlihat adanya kan-dungan unsur pasir dalam tekstur tanah (KU II, III, V, VI, dan VIII). Pada tanah berpasir, porositas tanah didominasi oleh pori makro yang berfungsi sebagai lalu lintas air sehingga infiltrasi meningkat. Sedangkan pada tanah berlempung, pori mikro lebih berperan dan daya hantar air-nya rendah sehingga infiltrasi menurun (Soepardi, 1983 dalam Hidayah et al., 2001).

Bahan organik dan liat bagi agregat ta-nah berfungsi sebagai pengikat untuk ke-mantapan agregat tanah. Aktivitas akar tanaman menambah jumlah pori-pori ta-nah sehingga perkolasi semakin memba-ik. Selain itu, melalui retakan-retakan yang terbentuk oleh aktivitas akar tanam-an secara tidak langsung melalui ikatan mekanis atau biologis dan kimia oleh hu-mus dapat memantapkan agregat tanah, akibatnya laju infiltrasi menjadi mening-kat (Hairiah, 1996 dalam Hidayah et al., 2001). Semakin tinggi kandungan bahan organik dalam tanah, kondisi fisik tanah menjadi lebih baik bagi laju penurunan air ke dalam tanah.

Kenaikan kapasitas infiltrasi tanah tersebut disebabkan ke-naikan kandungan bahan organik tanah yang meningkatkan porositas tanah se-hingga lebih memantapkan struktur dan tekstur tanah serta perkembangan biota tanah permukaan. Kondisi tersebut me-nyebabkan terjadinya perbaikan sifat fisik tanah termasuk peningkatan kapasitas in-filtrasinya.

Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya :

 Original (Primary) Porosity

Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur.

 Induced (Secondary) Porosity

Porositas berdasarkan kualitas :

1. Intergranuler : Pori-pori terdapat di antara butir.

2. Interkristalin : Pori-pori terdapat di antara kristal. – Celah dan rekah : Pori- pori terdapat di antara celah/rekahan.

3. Pin-point porosity : Pori-pori merupakan bintik-bintik terpisah-pisah, tanpa terlihat bersambungan.

4. Tight : Butir-butir berdekatan dan kompak sehingga pori-pori kecil sekali dan hampir tidak ada porositas.

5. Dense : Batuan sangat kecil sehingga hampir tidak ada porositas.

6. Vugular : Rongga-rongga besar yang berdiameter beberapa mili dan kelihatan sekali bentuk bentuknya tidak beraturan, sehingga porositas besar.

7. Cavernous : Rongga-rongga besar sekali yang merupakan gua-gua, sehingga porositasnya besar.

Porositas berdasarkan kuantitas : 1. ( 0% – 5 %) dapat diabaikan (negligible) 2. (5% – 10%) buruk (poor)

3. (10%- 15%) cukup baik (fair) 4. (15%- 20%) baik (good)

A. Faktor Yang Mempengaruhi Bulk Density (BD) Dan Partikel Density (PD) Tanah Kerapatan partikel (Bulk Density) merupakan berat partikel persatuan volume tanah beserta porinya. Kisaran kerapatan limbat tanah berfariasi cukup lebar tergantung ruang pori dan tekstur tanahnya. Bahan organik mineral juga mempengaruhi kerapatan limbat. Bahan organik ini berperan dalam pengembangan struktur. Semakin tinggi kandungan bahan organiknya semakin berkembang struktur tanah yang dapat mengakibatkan bongkah semakin kecil (Hartati,2001).

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi BD dan PD tanah.

Tekstur tanah dapat diartikan sebagai penampilan visual suatu tanah berdasarkan komposisi kualitatif dari ukuran butiran tanah dalam suatu massa tanah tertentu. Tekstur tanah menunjukan komposisi partikel penyusun tanah (Hanafiah, 2005).

2. Bahan Organik

Bahan organik biasanya berasal dari proses pelapukan batuan. Bahan organik komposisinya didalam taha memang sedikit yaitu berkisar 3-5% tapi pengaruhnya sangat besar terhadap perubahan sifat-sifat tanah. Bahan organik dalam tanah terdiri atas bahan organik kasar dan bahan organik halus (Hanafiah, 2005).

3. Struktur

Struktur tanah merupakan gumpalan-gumpalan kecil alami dari tanah, akibat melekatnya butir-butir primer tanah satu sama lain. Satu unit struktur disebut ped (terbentuk karena prose salami ). Clod juga merupakan unit gumpalan tanah teatpi terbentuknya bukan karena proses alami (misanya karena pencangkulan tusukan pisau dan sebagainya) (Hanafiah, 2005).

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Persen (%) Pori

Ruang pori merupakan bagian volume tanah yang ditempati oleh air dan udara, keseimbangan antara udara dan air yang menempati ruang pori ditentukan oleh uuran pori. Ada beberapa factor yang mempengaruhi % pori :

a. Kandungan bahan organic b. Struktur tanah

c. Tekstur tanah

Porositas tanah tinggi kalau bahan organik tinggi tanah-tanh dengan struktur granuler atau remah,mempunyai porositas yang lebih tinggi dari pada tanah-tanah dengan struktur massive (pejal).tanah denag tkstur pasir banyak mempunyai pori-pori makro sehingga sulit menahan air.(Hardjowigeno, 1987).

B. Pengaruh Porositas Terhadap Produktivitas Tanaman

Porositas tanah merupakan perbandingan antara volume pori tanah dengan volume total tanah, yaitu menunjukkan kombinasi atau susunan partikel-partikel tanah primer (pasir, debu, dan liat) sampai pada partikel sekunder disebut juga agregat. Struktur dapat mengubah pengaruh tekstur dengan memperlihatkan hubungan kelembaban dengan udara.

Porositas total tanah juga dapat dikatakan struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh perekat seperti bahan organic, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan mempunyai bentuk, ukuran, kemantapan yang berbeda-beda (Hardjowigeno, 1987).

Tanah yang baik adalah tanah yang mengandung udara dan airnya dalam jumlah cukup dan seimbang serta mantap. Hal ini hanya terdapat pada struktur tanah yang ruang pori-porinya besar, dengan perbandingan yang sama antara pori-pori makro dan mikro serta tahan pukulan tetes-tetes air hujan. Dikatakan pula yang paling baik adalah bila perbandingan sama antara padatan air dan udara (Suhaidi, 1996).

C. Faktor–Faktor Yang Mempengaruhi Porositas Tanah

Adapun hal–hal yang mempengaruhi porositas adalah iklim, kelembaban dan struktur tanah. Iklim, suhu, kelembaban, sifat mengembang dan mengerut sangat mempengaruhi porositas. Misalnya saja wilayah yang beriklim hujan tropis maka tingkat curah hujan pada tanah tersebut akan tinggi pada saat tanah tersebut basah maka tanah tersebut akan mengalami pengembangan dan pori tanah pada saat tersebut akan banyak terisi oleh air juga akan mempengaruhi kelembaban tanah tersebut yang nantinya akan berpengaruh pada porositasnya. Sebaliknya pada musim kemarau atau kering tanah akan mengerut dan pori tanah akan semakin besar tetapi kebanyakan akan diisi oleh udara, sehingga nantinya akan berpengaruh terhadap porositas tanah tersebut. Selain itu, struktur tanah juga akan sangat berpengaruh, karena sangat bergantung pada kadar liat , pasir, dan debu yang dikandung tanah tresebut apabila struktur tanah dirusak maka porositas tanah tersebut akan berubah (Pairunan, 1997).

porositas karena dengan struktur tanah tersebut umumnya mempunyai porositas yang besar (Hakim, dkk. 1986).

Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air. Porositas tanaherat kaitanya dengan tingkat kepadatan tanah (Bulk Density). Semakin padat tanahberarti semakin sulit untuk menyerap air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah menyerap air maka tanah tersebut memiliki porositas yang besar. Tinggi rendahnya porositas suatu tanah ini sangat berguna dalam menentukan tanaman yang cocok untuk tanah tersebut.Bila suatu tanah dengan porositas rendah dalam artian sulit menyerap air, maka bila kita menanam tanaman yang tidak rakus air, akan sangat menghambat bahkan merusak. Dalam keadaan air yang lama terserap (hingga tergenang) sementara tanaman yang ditanam tidak membutuhkan banyak air justru akan menjadikan kondisi lingkungan mikro di sekitar tanaman menjadi lembab akibatnya akan mempengaruhi perkembangan penyakit tanaman. Selain itu, tanaman akan mudah rusak bila tergenang air terlalu lama, karena tanaman tersebut dalam kondisi tercekam kelebihan air yang dapat menyebabkan pembusukan akar tanaman. (Hakim,1986).

Jadi Porositas tiap jenis tanah adalah konstan dan tidak bervariasi dengan jumlah ruang dan antara partikel-partikel. Untuk kebanyakan tanah-tanah mineral rata-rata kerapatan zahranya adalah 2,6 gr/cm3.Perbedaan kerapatan dengan zahra diantara jenis-jenis tanah tidak begitu besar, kecuali terdapat variasi di dalam kandungan bahan organik dan komposisi mineral tanah (Sarwono, 2003).

Salah satu pentingnya dilakukan pengolahan tanah adalah untuk memperbesar porositas tanah. Selain pengolahan tanah, adapun cara lain yang dilakukan untuk memperbesar porositas tanah yaitu dengan penambahan bahan organik dan pengolahan tanah secara minimum. Karena tanah pertanian dengan pengolahan yang intensif cenderung mempunyai ruang pori rendah, apabila terjadi penanaman secara terus-menerus tanpa adanya pengolahan tanah maka akan mengurangi pori-pori mikro dan kandungan bahan organik dalam tanah (Hakim, dkk. 1986).

II. Permeabilitas Tanah

tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara. Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian.

Tinggi muka air tanah berubah-ubah sesuai dengan keadaan iklim tetapi dapat juga berubah karena pengaruh dari adanya kegiatan konstruksi. Di tempat itu dapat juga terjadi muka air tanah dangkal, di atas muka air tanah biasa, sedangkan kondisi dapat terjadi bila tanah dengan permeabilitas tinggi di permukaan atasnya dibatasi oleh lapisan muka air tanah setempat, tetapi berdasarkan tinggi muka air tanah pada suatu tempat lain yang lapisan atasnya tidak dibatasi oleh lapisan rapat air.

Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang lebih rendah dan pada tanah ini koefisien permeabilitas merupakan fungsi angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar lebih besar dari pada permeabilitas untuk aliran tegak lurus. Lapisan permeabilitas lempung yang bercelah lebih besar dari pada lempung yang tidak bercelah (unfissured).

Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media poreus. Secara kuantitatif permeabilitas diberi batasan dengan koefisien permeabilitas. Banyak peneliti telah mengkaji problema permeabilitas dan mengembangkan beberapa rumus. (Rumus Fair dan Hatch 1933) dapat dipandang sebagai sumbangan yang khas.

A. Pengertian Permeabilitas

Permeabilitas tanah adalah suatu kesatuan yang melipui infiltrasi tanah dan bermanfaat sebagai permudahan dalam pengolahan tanah.(Dede rohmat, 2009). 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). Beberapa pendapat tentang permeabilitas tanah adalah sebagai berikut :

1. permeabilitas tanah adalah kemudahan media sarang mengalirkan air atau fluida lainya melalaui pori – pori tanah. ( Anonymous,2010)

2. permeabilitas tanah adalah tingkat kesarangan tanah yang dilalui aliran massa air atau kecepatan aliran air untuk melewati masa tanah. ( Hanafiah, 2005 )

3. permeabilitas tanah adalah kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh. ( Anonymous, 2010 )

4. permeabilitas tanah adalah kemampuan untuk mentransfer air atau udara. Biasanya diukur dengan istilah jumlah air yang mengalir melalui tanah dalam waktu yang tertentu dan ditetapkan sebagai inci/jam. ( wanihadi utomo, 1985 )

Hukum Darcy

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 ,

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)

B. Koefisien Permeabilitas

Hukum Darcy menunjukkan bahwa permeabilitas tanah ditentukan oleh koefisien permeabilitasnya. Koefisein permeabilitas tanah bergantung pada berbagai faktor. Setidaknya, ada enam faktor utama yang memengaruhi permeabilitas tanah, yaitu:

1. Viskositas cairan, semakin tinggi viskositasnya, koefisien permeabilitas tanahnya akan semakin kecil.

2. Distribusi ukuran pori, semakin merata distribusi ukuran porinya, koefesien permeabilitasnya cenderung semakin kecil.

3. Distibusi ukuran butiran, semakin merata distribusi ukuran butirannya, koefesien permeabilitasnya cenderung semakin kecil.

4. Rasio kekosongan (void), semakin besar rasio kekosongannya, koefisien permeabilitas tanahnya akan semakin besar.

5. Kekasaran partikel mineral, semakin kasar partikel mineralnya, koefisien permeabilitas tanahnya akan semakin tinggi.

6. Derajat kejenuhan tanah, semakin jenuh tanahnya, koefisien permeabilitas tanahnya akan semakin tinggi.

C. Penentuan Koefisien Permeabilitas Aliran Air Dalam Tanah

Tinggi energi total (total Head) adalah tinggi energi elevasi atau Elevation Head (z) ditambah tinggi energi tekanan atau pressure Head (h) yaitu Ketinggian kolom air hA atau hB. Di dalam pipa diukur dalam millimeter atau meter diatas titiknya.

h= p/ λw + v2/ 2g + z Dengan :

h = tinggi energi total (total head)(m)

p/ γ w = tinggi energi tekanan (pressure head) (m) p = tekanan air (t/m2,kN/m2)

v2 / 2g= tinggi energi kecepatan (velocity head) (m) v = kecepatan air (m/det)

γ w = berat volume air (t/m3,kN/m3) g = percepatan gravitasi (m/dt2) z = tinggi energi elavasi (m)

Karena kecepatan rembesan didalam tanah sangat kecil, maka tinggi energi kecepatan dalam suku persamaan Bernoulli dapat diabaikan.Sehingga persamaan tinggi energi total menjadi :

h = p/λw + z

Untuk menghitung debit rembesan lewat tanah pada kondisi tertentu,di tinjau kondisi tanah.

Setidaknya ada dua cara menentukan koefisien permeabilitas, yaitu dengan uji head tetap dan uji head jatuh. Uji head tetap digunakan untuk tanah yang memiliki butiran kasar dan memiliki koefisien permeabilitas yang tinggi. Sedangkan uji head jatuh digunakan untuk tanah yang memiliki butiran halus dan memiliki koefisien permeabilitas yang rendah.

Ø Uji Permeabilitas Di Laboratorium

Ada empat macam pengujian untuk menentukan koefisien permeabilitas dilaboratorium, yaitu

a. Uji tinggi energi tetap (Constant – Head) b. Uji tinggi energi turun (failing – Head)

c. Penentuan secara tidak langsung dari uji konsolidasi

Pengujian permeabilitas tanah dilakukan di laboratorium menggunakan metode Constant

A = Luas Penampang Sampel Tanah (cm2) t = Waktu Pengamatan (detik)

h1 = Tinggi Head Mula-mula (cm) h2 = Tinggi Head Akhir (cm)

1. Uji Permeabilitas dengan Menggunakan Sumur Uji

Cara pemompaan dari air sumur uji dapatdipakai untuk menentukan koefisien permeabilit as (k ) dilapangan.Dalam cara ini, sebuah sumur digali dan airnya di pompa dengan debit air tertentu secara kontinu, permukaan penurunan yang telah stabil yaitu garis penurunan muka air tanah yang terendah. Jari-jari R dalam teori hidrolika sumuran disebut jari-jari pengaruh kerucut penurunan (radius of influence of the depressioncone).

Aliran air kedalam sumur merupakan aliran gravitasi,

dimanamuka air tanah mengalami tekanan atmosfer. Debit pemompaan pada kondisi aliran yang telah stabil dinyatakan oleh persamaan DARCY :

Q= vA = kiA = k ( dy/dx) A ( m3/det ) Dengan :

V = Kecepatan aliran (m/det) A = Luas aliran (m2)

i = dy/dx = gradient hidrolik dy = ordinat kurva penurunan dx = absis kurva penurunan

2. Uji Permeabilitas Pada Sumur Artesis

Air yang mengalir dipengaruhi oleh tekanan artesis.debit arah radial : Q = kA dy/ dx

Dengan :

q= Debit arah radial (m3/det)

A = 2π =× T Luas tegak lurus arah aliran (m2) T = Tebal lapisan lolos air (m)

dy/dx = i = Gradien Hidrolik

Tanah yang berstruktur berpasir, maka permeabilitas tinggi karena pori-porinya banyak,sebaliknya bila tanah bertekstur liat maka permeabilitas tanahnya memiliki pori-pori yang kecil.

b. Struktur tanah

Tanah yang memiliki struktur granuler maka permeabilitasnya tinggi karena pori-porinya banyak.sebalinya tanah yang memiliki struktur yang mantap maka memiliki pori-pori mikro yang banyak sehingga permeabilitasnya rendah.

c. Porositas

Jika dalam tanah tersebut porositasnya banyak ( dalam hal penjumlahan antara pori makro dengan pori mikro ) maka permeabilitasnya tinggi,karena ruang pergerakan airnya akan lebih banyak.

d. Gravitasi

Dalam hal ini gaya gravitasi merupakan hal yang penting,karena bila gravitasi tidak ada maka permeabilitas tanah tidak ada

e. Viskositas

Adalah derajat kekentalan cairan,jadi semakin kental cairan maka air yang mengalir pada tanah akan lambat maka permeabilitasnya lambat.

Faktor yang dipengaruhi permeabilitas a. Drainase

Apabila permeabilitas tanah baik, maka waktu dalam pergerakan air akan semakin cepat, begitu pula sebaliknya

b. Infiltrasi

Penyerapan yang dilakukan tanah akan semakin cepat apabila drainase tanah itu baik c. Pengolahan

Apa bila drainase dalam tanah tersebut baik, maka pengolahan dalam tanah akan semakin mudah

d. Perkolasi

Pengikisan juga dipengaruhi oleh permebilitas, semakin baik permeabilitas dalam tanah, maka erosi akan minimum

f. Evaporasi

Penutup

Air tanah dapat didefinisikan sebagai semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau regolith. Dapat juga disebut aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan (Noer Aziz, 2000:81). Kebanyakan air tanah berasal dari hujan. Air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah, perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam tanah atau di permukaan dan bergabung dengan aliran sungai.

Porositas adalah proporsi ruang pori tanah (ruang kosong) yang terdapat dalam suatu volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara , sehingga merupakan indicator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang poreus berarti tanh yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara masuk dan keluar tanah yang secara leluasa , sebaliknya jika tanh tidal poreus (Hakim ,1996).

Daftar Pustaka

M. KHAIRUL RIZAL, 2009, Analisis Pemetaan Zonasi Resapan Air Untuk Kawasan Perlindungan Sumber Daya Air Tanah (Ground Water) PDAM TIRTANADI Sibolangkit Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatra Utara. Tesis Diakses pada 6 Oktober 2012

M. Irham Nurwidyanto. 2006, Pegaruh Ukuran Butir Terhadap Porositas Dan Permeabiltas Pada Batu Pasir. Jurnal Diakses pada 8 Oktober 2012