Air Tanah

Bab 6. AIR TANAH

Foto : Kurniatun Hairiah

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

AIR berada di ………………… dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah)

Partikel Tanah Ruangan Pori

Air Tanah

Berapa banyaknya air dalam tanah ? Kadar Air w (massa) =

Ma/Mp

kg kg-1

q (volume)=

Va/Vt

m3 m-3

t (tebal)

Ta/Tt

mm m-1

=

Ma=massa air

Mp = massa padatan

Va =volume air

Vt = volume tanah

Ta =tebal air

Tt = tebal tanah

Bagaimana air bisa tinggal dalam ruangan pori ? • Diikat oleh partikel (padatan) • Diikat oleh gaya adhesi dan kohesi KAPILARITAS

Air mengalir …… Aliran permukaan terjadi karena gaya gravitasi

gravitasi

Apakah air selalu mengalir ke bawah ? Foto: M van Noordwijk

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

Kapilaritas

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

Potensial Air LARUTAN TANAH osmotik

AIR matriks

absorpsi

gravitasi

PARTIKEL TANAH PUSAT BUMI

AKAR

Potensial Air - Ψ • Potensial gravitasi • Potensial matriks

Potensial Total

• Potensial osmotik

Ψt = Ψg + Ψm + Ψo

Gaya Kapiler (matriks) h = 0.15/r 2γγ cos α h = rρg

γ = tegangan permukaan α = sudut kontak r = jari-jari pipa (pori) ρ = berat jenis air g = gravitasi

Pori yang halus menahan air ditahan dengan energi yang lebih besar

Gaya Osmotik Air mengalir melewati selaput semipermeabel a+

H

H

K+

H O

H

H

O

H O

H

H

H H O

H

Cl-

O

H

H

Cl-

H

O

O

O H

O H

O H O H

H O H

H

H

H

H

Konsep Energi Air mengalir dari energi tinggi ke enerji rendah

tanah basah pori kasar enerji H2O lebih tinggi

tanah kering Aliran H2O

pori halus enerji H2O lebih rendah (lebih negatif)

perbedaan enerji bebas menyebabkan pergerakan H2O

Satuan Pengukuran Air Tanah Kadar Air Tanah : Kadar Air massa

kg kg-1

Kadar Air Volume

m3 m-3

Tebal Air

mm

Potensial Air Tanah Potensial per massa J kg-1 Potensial per volume N m-2 = Pa Potensial per berat

m

Konversi Satuan 1 atm = 760 mm Hg = 1020 cm H2O = 1 bar = 100 KPa

cm H2O 300 1.000 10.000 15.000

bars -0.3 -1 -10 -15

kPa -30 -100 -1000 -1500

pF 2,5 3,0 4,0 4.2

pF = logaritma tekanan air dalam satuan cm H2O

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

Kadar Air dan Potensial Air Semakin kering tanah semakin kuat potensial air tanah : • Ada hubungan antara Kadar Air vs Potensial • Hubungan berbentuk semi-logaritmik • Disebut : o

Kurva Karakteristik Air Tanah

o

Kurva pF

Kurva pF : Pengaruh Tekstur Tanah

Tekanan Air (bars)

-20

tanah berliat

0

tanah berpasir

Kadar Air (%)

Kurva pF : Pengaruh Struktur Tanah Tekanan Air (bars)

-100

tanah mampat

Tanah beragregat 0

Kadar Air (%)

Histeresis

2r

0.5 2R pembasahan pengeringan

pengeringan

θ pembasahan

0

Tekanan Air (bars)

-100

Alat ukur pF

Air Tanah : Klasifikasi & Ketersediaan FISIK

BIOLOGI

0.0 gravitasi

tdk tersedia (drainase)

- 0.3

tersedia

ψ (bars) -15

kapiler tdk tersedia

- 30 uap

Klasifikasi Air didalam Pori

Kapasitas Menahan Air Kapasitas beberapa tanah dalam menahan air

TEKSTUR TANAH

Prosentase Air (Kadar air volume, θ) Kapasitas Koefisien Air Lapangan Higroskopis Kapiler

Lempung berpasir Lempung berdebu Liat

12 30 35

Tekanan (atm = bar)

- 0,3

3 10 18 - 31

9 20 17 (-0,3)–(-31)

Bandingkan istilah2 ini dengan klasifikasi air secara fisik & biologi !

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

Sebaran akar sorghum (a) di tanah kering dan (b) tanah yang diairi (Russel, 1994)

Apa Komentar Anda ?

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 tinggal/diikat dalam ruangan pori Titik Layu : Air tinggal sedikit diikat sangat kuat sehingga akar tidak bisa menyerapnya (tanaman menunjukkan gejala layu)

Mengukur Kadar Air Tanah Gravimetrik : •• Timbang Tanah (Padatan + Air) = G1 •• Keringkan dan Timbang (Padatan) = G2 •• Hitung kadar air (w)

w =

G1 – G2 G2

(g g-1)

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

Neutron Probe

Aliran Air dalam Tanah Ada 3 macam Aliran Air dalam Tanah: 1. Aliran jenuh (saturated flow) 2. Aliran tidak jenuh (unsaturated flow) 3. Aliran uap air (vapor flow) Prinsip Aliran (hukum Darcy) :

q =-k

dΨ ds

Air mengalir karena ada perbedaan tekanan antara dua titik (dY/ds) Aliran air melalui pori-pori tanah, memiliki sifat daya hantar berbeda-beda (k)

Aliran Tidak Jenuh : Pengaruh Tekstur Tanah

AIR adalah sahabat kita, AIR selalu dibutuhkan dalam kehidupan kita8TETAPI88 AIR bisa juga tidak bersahabat dengan kita! 8888.Kapan?

36