DASAR ILMU TA AH M ter e i r i : 6 D i amik i a A ir i r T T nah

Transkripsi

1 DASAR ILMU TA A Materi 06: Dinamika Air Tanah

2 Apa yang dipelajari? Kapilaritas dan Air Tanah Konsep Enerji Air Tanah Kadar Air dan Potensial Air Mengukur Kadar dan Potensial Air Macam-macam aliran air di dalam tanah Retensi Air di Lapangan Klasifikasi Air Ketersediaan air bagi Tanaman 2

3 AIR berada di dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah) Partikel Tanah Ruangan Pori Air Tanah

4 Berapa banyaknya air dalam tanah? Kadar Air w (massa) = M a /M p kg/kg 1 q (volume) = V a /V t m 3/ m 3 t (tebal) = T 1 a /T t mm/m M a =massa air V a =volume air T a =tebal air M p = massa padatan V t = volume tanah T t = tebal tanah

5 Bagaimana air bisa tinggal dalam ruangan pori? Air diikat oleh partikel (padatan) dan air oleh gaya adhesi dan kohesi KAPILARITAS

6 Air mengalir Aliran permukaan terjadi karena gaya gravitasi gravitasi Apakah air selalu mengalir ke bawah?

7 Air juga bisa mengalir ke atas..... Menyiram tanaman melalui selokan.. Air diberikan lewat selokan Air membasahi permukaan

8 Kapilaritas Air bisa mengalir naik melalui ruang pori tanah secara kapiler, disebabkan oleh gaya-gaya adhesi dan kohesi

9 Potensial Air LARUTAN TANA osmotik AIR absorpsi AKAR matriks gravitasi PARTIKEL TANA PUSAT BUMI

10 Potensial Air -ψ Potensial gravitasi Potensial matriks Potensial osmotik Potensial Total ψt = ψg + ψm + ψo

11 Gaya Kapiler (matriks) h = 0.15/r h = 2g cos a r r g g = tegangan permukaan a = sudut kontak r = jari-jari pipa (pori) r = berat jenis air g = gravitasi Pori yang halus menahan air ditahan dengan energi yang lebih besar

12 O O O O K + Gaya Osmotik Air mengalir melewati selaput semi-permeabel Na + O O O O O O Cl - O Cl - O O

13 Konsep Energi Air mengalir dari energi tinggi ke enerji rendah tanah basah pori kasar enerji 2 O lebih tinggi Aliran 2 O tanah kering pori kasar enerji 2 O lebih rendah perbedaan enerji bebas menyebabkan pergerakan 2 O

14 + 0 - Potensial Gravitasi Ketinggian air dari rujukan Potensial Osmotik Konsentrasi larutan tanah Potensial Matriks Adesi & kohesi padatan Rujukan Air murni pada posisi tetap

15 Satuan Pengukuran Air Tanah Kadar Air Tanah : Kadar Air massa kg/kg Kadar Air Volume m 3 /m 3 Tebal Air Potensial Air Tanah Potensial per massa Potensial per volume Potensial per berat mm J/kg N/m 2 = Pa m

16 Konversi Satuan 1 atm = 760 mm g = 1020 cm 2 O = 1 bar = 100 KPa cm 2 O bars kpa pf , , , pf = logaritma tekanan air dalam satuan cm 2 O

17 Kadar Air dan Potensial Air Tanah jenuh = jumlah air banyak Potensial rendah Air mudah dilepaskan Tanah kering = jumlah air sedikit Potensial kuat (nilai makin negatif) Air sulit dilepaskan

18 Kadar Air dan Potensial Air Semakin kering tanah semakin kuat potensial air tanah : Ada hubungan antara Kadar Air vs Potensial ubungan berbentuk semi-logaritmik Disebut : Kurva Karakteristik Air Tanah Kurva pf

19 Kurva pf : Pengaruh Tekstur Tanah (bars)-20 Teka anan Air tanah berliat 0 tanah berpasir Kadar Air (%)

20 Kurva pf : Pengaruh Struktur Tanah -100 Teka anan Air (bars) tanah mampat Tanah beragregat 0 Kadar Air (%)

21 isteresis 2r 0.5 2R q pengeringan pembasahan pembasahan pengeringan Tekanan Air (bars)

22 Air Tanah : Klasifikasi dan Ketersediaan FISIK gravitasi BIOLOGI tdk tersedia (drainase) Ψ(bars) -15 kapiler tersedia tdk tersedia - 30 uap

23 Kapasitas Menahan Air Kapasitas beberapa tanah dalam menahan air Prosentase Air (Kadar air volume, q) TEKSTUR Kapasitas Koefisien Air TANA Lapangan igroskopis Kapiler Lempung berpasir Lempung berdebu Liat Tekanan (atm = bar) - 0,3-31 (-0,3) (-31) Bandingkan istilah 2 ini dengan klasifikasi air secara fisik & biologi!

24 Air Tanah dan Tanaman Fakta : Air tanah terikat dalam berbagai tingkat kekuatan (potensial) Tanaman menyerap air melalui akar dengan kekuatan isap maksimum Konsekuensinya: Air tanah dapat diserap akar bila kekuatan isap akar lebih besar dari kekuatan ikatan matriks AIR TERSEDIA BAGI TANAMAN

25 Ketersediaan Air bagi Tanaman Air Drainasi : Setelah hujan atau penggenangan, air masih mengalir ke bawah (drainasi) Kapasitas Lapangan : air yang tidak mengalir ke bawah lagi tetapi diam dalam ruangan pori Titik Layu : Air tinggal sedikit diikat sangat kuat sehingga akar tidak bisa menyerapnya (tanaman menunjukkan gejala layu)

26 ubungan Air dan Akar Perakaran tanaman KEDELE yang ditanam pada tanah lempung berdebu Kedalaman Panjang Akar (km/m 3 ) (cm) Tidak Diairi Diberi Air

27 ubungan Air dan Akar Distribusi akar 3 jenis tanaman yang ditemukan pada dua lapisan tanah Kedalaman Persen massa Akar (%) (cm) cm cm Kedele Jagung Sorghum 86 14

28 Mengukur Kadar Air Tanah Gravimetrik : Timbang Tanah (Padatan + Air) = G1 Keringkan dan Timbang (Padatan) = G2 itung kadar air (w) w = G1 G2 G2 (g g -1 )

29 Alat-alat untuk Mengukur Air Tanah Gypsum Block Elektroda (Resistensi) Sinar Gamma Sinar Neutron Tensiometer TDR (Time Domain Reflectometer) Neutron Probe

30 Aliran Air dalam Tanah 3 macam Aliran Air dalam Tanah 1. Aliran jenuh (saturated flow) 2. Aliran tidak jenuh (unsaturated flow) 3. Aliran uap air (vapour flow) Prinsip Aliran (hukum Darcy) : q = - k dψ ds Air mengalir karena ada perbedaan tekanan antara dua titik (dψ/ds) Aliran air melalui pori-pori tanah, memiliki sifat daya hantar berbeda-beda (k)