AIR TANAH (1) CINTA TANAH AIR

(1)

DASAR DASAR ILMU TANAH

AIR TANAH

(2)

(3)

PENGERTIAN AIR TANAH



Air Tanah

_

_{sejumlah air yang terkandung}

atau ditahan (retained) dalam satu unit

masa/volume tanah

 Yang berbeda pengaruhnya dari satu tanah ke tanah lain  Dalam tanah yang sama, berbeda dari satu tempat ke

tempat lain

AIR TANAH

(4)

• _{Menurut Tood, (1960)} _diacu_{dalam Asdak, (2002), air tanah} dapat ditampung pada beberap bagian wilayah (zona), yaitu : • _{(A). Zona air tanah} _{: bermula dari permukaan tanah dan}

berkembang ke dalam tanah melalui akar tanaman. Kedlman yang dicapai tergantung tipe tanah dan vegetasi. Zona ini dapat diklasifikskn menjadi zona air higroskopis, yaitu air yang langsung diserap dari udara di atas permukaan tanah; air kapiler dan air gravitasi, yaitu air yang bergerak ke dalam tanah karena gaya gravitasi bumi. dicapai oleh gerakan air kapiler.

(5)

moisture

unsaturated zone tanah

capillary zone MAT air kapiler

saturated zone air tanah bebas

(6)

Couse note for ITB student. Permission for other uses to Prof. Deny Juanda Puradimaja

Paradigma baru:

Neraca Airtanah Konstan dan Nir Aliran Permukaan Buatan (Zero

(7)

e.

Air gravitasi

: air yang bergerak ke lapisan lebih

dalam karena gaya gravitasi atau bergerak pada zona

jenuh

.

Air ini dibedakan :

1. Capillary gravitation water

: yaitu air yang bergerak

karena pengaruh gaya berat dan kapiler

(8)

• _{f. Uap air (water vapour)}_{: air dalam keadaan sebagai uap} dalam pori-pori tanah

• _{Air tanah dapat diklasifikasikan dalam beberapa definisi,} yaitu :

a. Air osmotik : Air yang terpengaruh gaya osmotik dan banyak terdapat dalam sel2 jasad hidup.

b. Air higroskopik : air yang terdapat pada permukaan partikel tanah dan diikat kuat karena gaya permukaan.

c. Air tersier : air yang terikat karena gaya kapiler pada pori2 tanah dan berhubungan dengan air bawah tanah.

d. Held water : atau (half wasser) yaitu air yang berada pada partikel tanah dengan tegangan permukaan tanah pada

(9)

Air Bawah Tanah

• _{ABT (}_{ground water}_{) adl air yg mengisi pori tanah}

dan/atau batuan serta bertekanan sm dgn atmosfer atau dpt dikatakan semua air yg terdpt di bawah permukaan ABT (groundwater table) dan pd zona jenuh.

• _{Secara umum, 97% sumber air tawar yg berada di bumi}

adl air tanah.

• _{Air tanah ditemukan hampir di semua tempat di bumi,}

walaupun di daerah paling kering spt padang pasir ataupun di bawah tanah yg membeku krn tertutup lap salju atau es.

• _{Air bawah tanah berasal dr air hujan, air tersekap}

(10)

Asal-Usul ABT (Air Bawah Tanah) dapat

dikembangkan berdasarkan beberapa teori,

diantaranya :

•

_{A. Teori Infiltrasi}

_{: ABT berasal dari air hujan yang jatuh}

ke tanah (air tanah) terus masuk sebagai air infiltrasi

setelah jenuh atau pori-pori terisi air maka air

terus ke

bawah sebagai air perkolasi untuk kemudian menjadi

air bawah tanah.

•

_{B. Teori Air Juvenil}

_{: air bawah tanah yang terbentuk}

berasal dari magma yang telah mengalami berbagai

proses yang belum dapat diterangkan secara jelas.

(11)

• _{C. Teori Connate Water}_{: ABT berasal dari formasi} • _{batuan endapan di bawah laut yang lambat laun}

• _{terangkat ke permukaan air laut. Air yang tersimpan} • _{dan terbawa dalam formasi batuan tersebut akan menjadi} ABT.

D. Teori Kondensasi : ABT sebagian besar berasal dari uap air di udara yang berkondesasi dan beredar melalui

rongga atau retakan batuan. Awan yang terbawa udara dalam memasuki rongga atau retakan dapat mengalami pengembunan dan akan mencair yg kemudian

(12)

• _{ABT dapat berada dalam beberapa kondisi sbb:}

• _{A. Lapisan permeabel dan lapisan impermeabel}_.

• _{Lapisan yang dapat dilalui dengan mudah oleh ABT}

seperti pasir kerikil disebut lapisan PERMEABEL.

•

Lapisan yang sulit dilalui ABT seperti lapisan liat

atau debu lapisan kedap air (aquiclude) dan lapisan yang menahan air seperti batuan disebut lapisan

kedap air (aquifuge). Keduanya disebut

IMPERMEABEL.

•

(13)

• _{B. Air bebas dan air terkekang}_{(free water dan confined} • _water).

• _{ABT dalam aquifer yang tertutup dengan lapisan}

impermeabel mendapat tekanan disebut air terkekang.

• _{ABT dalam aquifer yang tidak tertutup dengan lapisan}

impermeabel disebut ABT bebas atau air tiddk terkekang.

• _{Permukaan ABT di dalam sumur dari ABT dari akuifer}

(14)

(15)

• _{C. ABT tumpang}₍_{Perched groundwater}_).

• _{Lapisan impermeabel dapat terbentuk dalam zona aerasi}

dan ABT yg terbentuk diatasnya disebut ABT tumpang, air tumpang tidak dapat dijadikam sebagai sumber usaha

• _{pengembangan air tanah karena mempunyai permukaan} • _{air yang bervariasi dan volume yang tidak besar.}

• _{Beberapa keadaan yang menyebabkan tekanan pada ABT}

akan mengakibatkan variasi kedlman ABT, sifatt faktor musiman seperti perubahan pada aliran sungai dan

perubahan tekanan

(16)

Fluktuasi tinggi muka ABT secara alamiah akan seimbang

• _{Tinggi muka air juga mengalami fluktuasi karena adanya}

kegiatan pengambilan air tanah dan adanya pasokan air tanah di daerah resapan, fluktuasi juga dapat terjadi akibat adanya perubahan atau pergantian musim.

• _{Persamaan keseimbangan ABT adalah :} •

• _{= semua bentuk pengisian seperti rembesan dari sungai}

dan lain-lain

• _{= semua bentuk pengeluaran seperti rembesan melalui}

sungan dan lain-lain

(17)

ALIRAN AIR BAWAH TANAH

•

_{Aliran ABT adalah air bawah tanah yang bergerak}

menuju saluran secara lateral dan lambat melalui

daerah yang jenuh air. Air ini dapat mencapai

saluran setelah beberapa hari, minggu atau bulan.

•

_{Aliran ABT didasari oleh hukum DARCY dan}

(18)

RETENSI AIR TANAH

RETENSI (Penahanan) AIR DI DALAM TANAH

DISEBABKLAN OLEH GAYA SBB

:

 G.KOHESI: GAYA TARIK MENARIK ANTARA MOL. AIR

 G. ADESI: GAYA TARIK MENARIK ATR MOL. AIR & TANAH

 G. OSMOTIK: PENGIKATAN AIR OLEH GARAM TERLARUT

(19)

FUNGSI AIR TANAH

BAGI TUMBUHAN

:

PENYUSUN TUBUH

PENYUSUN TUBUH - - RESPIRASI AKARRESPIRASI AKAR TRANSPORTASI HARA KE PERM. AKAR

TRANSPORTASI HARA KE PERM. AKAR - TRANSPIRASI - TRANSPIRASI DISTRIBUSI HARA DALAM TUBUH

DISTRIBUSI HARA DALAM TUBUH - AKTIFITAS BIOLOGIS - AKTIFITAS BIOLOGIS ASSIMILASI CHO (proses fotosintesis)

ASSIMILASI CHO (proses fotosintesis) - DIST. HSL FOTOSINT. - DIST. HSL FOTOSINT.

REAKSI KIMIA DALAM TANAH

:

PELAPUKAN/PELEPASAN U.HARA DARI MIN. PRIMER

PELARUT HARA

PENCUCI GRM BERACUN

REDOKS

(20)

PENGELOLAAN LAHAN

PENGELOLAAN LAHAN::

MENENTUKAN WAKTU PENGOLAHAN YANG TEPAT

MEMPERMUDAH PENGOLAHAN

MENGENDALI PERUBAHAN SUHU

MENGHAMBAT GULMA TUMBUH (eg. Sawah

MENGHAMBAT GULMA TUMBUH (eg. Sawah))

SIFAT TANAH LAINNYA:

DISTRIBUSI PORI

MENGEMBANG DAN MENGKERUT

SIFAT MEKANIS: e.g.(CONSISTENSI, PLASTICITY, STRENGTH,

COMPACTIBILITY, PENETRABILITY, STICKINESS, AND TRAFFICABILITY)

(21)

MACAM AIR TANAH

 _{Air Higroskopis:}

 Berupa selaput tipis mengelilingi permukaan aggregat tanah (± 15-20 mol. Air)  Sebagian besar uap air

 _{Air adesi (adsorpsi):}

 Lapisan tipis air di sekeliling partikel (butir) tanah

 Diikat sangat kuat oleh tenaga elektris partikel tanah dan mol. Air  Mungkin dalam bentuk kristal, sedikit-tidak bergerak

 Tingkat energi rendah, tidak tersedia bagi tanaman  Dapat hilang dengan pemanasan 105oC (oven)

 _{Air Kohesi (kapiler)}

 Lapisan air terluar mengelilingi aggregate tanah  Diikat tidak sekuat air adesi

 Bentuk cair, mudah diambil tanaman  Tingkat energi > tingkat energi adesi  Bergerak sangat lambat

 _{Air Grafitasi}

(22)

PENAMPILAN FISIK AIR YANG DIRETENSI

Air higroskopis air kapiler ( MengisiPori Mikro

Butir Tanah

Pori Makro berisi udara

Air Adesi ButirTanah

(23)

KA (Kadar Asam) Tanah dipengaruhi oleh

:



Tekstur,

KA tanah pasir < KA tanah Lempung < debu < liat < gambut



Struktur,



BO (Bahan Organik)



Macam Kation Terjerap:

 Na > K > Mg > Ca



Jenis koloid:

 Humus > liat

 Humat > Humin > Fulfat

(24)

Bila padatan tanah dipadatkan, maka

Padatan

Tanah Mineral + BO Pori

Tanah

Air + Udara

Tanah Jenuh: semua pori diisi air

Tanah Kering oven: semua pori diisi udara

(25)

PENETAPAN KADAR AIR TANAH

1. Gravimetrik (conventional)

2. Hambatan listrik: eg.Gypsum Block

3. Neutron Scattering: Neutron Probe

(26)

PERHITUNGAN

Note: BB = Berat tanah basah

BK = Berat tanah kering tetap (BK oven) KA = Kadar Air



Contoh

_:

(27)

KENYATAAN



Tanah diperlakukan sama tapi punya kandungan air

berbeda



_{Dua tanah yang punya kandungan air sama tetapi}

respon tanaman berbeda



_{Bila dua tanah beda tekstur punya kandungan air yang}

sama didekatkan satu sama lain, air akan bergerak dari

satu tanah ke tanah yang lain, umumnya dari tekstur

kasar ke halus

(28)

ENERGI AIR TANAH

• PERGERAKAN AIR TANAH

…………

PERBEDAAN ENERGI

Infiltrasi

Perkolasi

Absorption

(29)

 Energi Air Tanah: Berhubungan dengan pergerakan air

dalam tanah dan ketersediaannya bagi tanaman.

 Tingkat energi air tanah dinyatakan dengan satuan

daya hisap



Ψw = Ψp + Ψo + Ψm + Ψg

Ψw = total energi potensial air tanah

Ψp = potensial tekanan

Ψo = potensial osmotik (larutan)

Ψm = potensial matrik

(30)

HISAPAN ATAU TEGANGAN AIR TANAH:

- Disebabkan oleh pot.matrik (Ψm) dan pot.osmotik (Ψo)

- yaitu tenaga yang bertanggung jawab terhadap

retensi/pengikatan air oleh tanah (= tenaga yang harus

dikeluarkan untuk mengekstrak/memperoleh air tanah)

- Pot. Matrik dan Osmotik dinyatakan dengan (-) (berbanding terbalik dg energi dan kadar air tanah).

Alat Penetapan Potensial Air Tanah

1. Corong Buchner (KolomAir) 2. Tensiometer

3. Pressure Plate Apparatus 4. Thermocouple Psychrometer

Satuan Energi Air Tanah:

1. Cm kolom air 2. pF (log dari tinggi kolom air)

(31)

KORELASI ENERGI DAN KADAR AIR TANAH

 Kemampuan Retensi Maks.(=Jenuh Air):

 jlh maks air yang bisa diserap oleh satuan vol. tanah

 Pori makro + mikro terisi air

 Ditahan pada hisapan ~ 0 atm

 _{Kapasitas Lapang;}

 KA tanah setelah air gravitasi hilang

 Batas teratas air tersedia bagi tanaman

 Tegangan perm. Lapisan air ± 1/3 atm (= pF 2.54)

 _{Koefisien Layu:}

 KA tanah saat akar tanaman tdk mampu mengektraksnya lagi

 Kec. Absorbsi air tidak bisa mempertahankan turgor tumbuhan

 Tanaman mulai layu, dan mati

 Tegangan perm. Lapisan air ± 15 atm (= pF 4.2)

 _{Koefisien Higroskopis:}

 KA tanah tdk bisa diekstrak tanaman

(32)



Simpanan air dalam tanah



Bila

recharge

(air yang masuk

aquifer

) =

discharge

(air yang keluar

aquifer

), maka

simpanan air dalam

aquifer

seimbang

(33)



Aquiclude:

formasi geologi yang dapat menampung air tetapi

tidak dapat melepas air dalam jumlah yng cukup



Aquifuge:

formasi geologi yang tidak dapat menampung

maupun melepas air dalam jumlah cukup



_{Specific yield:}

_{jumlah air yang dihasilkan dari 1 unit volume}

tanah bila didrainase pengaruh gravitasi



_{Specific retention:}

_{jumlah air yang masih tertahan oleh 1 unit}

volume tanah setelah didrainase dengan gravitasi

(34)