Permeabilitas Tanah

Wordnetweb Princeton mendefinisikan permeabilitas tanah sebagai sifat suatu benda nan bisa dirembesi oleh cairan (melalui osmosis atau difusi). Sedangkan wikipedia mendefinisikannya sebagai mekanika fluida dan ilmu tanah (umumnya dilambangkan dengan κ atau k) ialah ukuran dari kemampuan benda berpori (biasanya batu) buat melewatkan cairan.

Satuan permeabilitas dalam satuan internasional (SI) ialah "m" ^"2" . Satuan lain nan biasa digunakan ialah darcy (D) atau nan lebih generik milidarcy (mD). Satu darcy setara dengan 〖"10" 〗^(-12) " m2" . Satuan lain nan biasa digunakan ialah "cm2" . (1 "m2" = "104 cm2" ).

Tanah ialah kumpulan partikel padat dengan rongga nan saling berhubungan. Rongga ini memungkinkan air bisa mengalir di dalam partikel melalui rongga dari satu titik nan lebih tinggi ke titik nan lebih rendah. Sifat tanah nan memungkinkan air melewatinya pada berbagai laju alir eksklusif disebut permeabilitas tanah .

Sifat ini berasal dari sifat alami granular tanah, meskipun bisa dipengaruhi oleh faktor lain (seperti air terikat di tanah liat). Jadi, tanah nan berbeda akan memiliki permeabilitas nan berbeda.

Tanah nan tercipta ini akan membentuk tanah nan berlapis-lapis. Proses pembentukan susunan tanah ini sangat dipengaruhi oleh iklim, bentuk muka bumi, tumbuhan, berbagai organisme nan hayati di atasnya termasuk hewan, tumbuhan dan manusia serta waktu.

Secara umum, susunan tanah (dengan bahan induk mineral) terdiri atas 50% bahan padatan (45% berupa bahan mineral dan 5% berupa bahan organik), 25% air, dan 25% berupa udara.

Sementara itu, pada tanah organik, seperti gambut, bahan padatan pada tanah tersebut terdiri atas 5% bahan organik dan 45% bahan mineral. Bahan organik dalam tanah ini terdiri atas 10% mikroorganisme, 10% akar, dan sisanya humat. Walaupun jumlah tak banyak, fungsinya sangat penting.

Susunan tanah dan juga struktur tanah nan berongga-rongga menjadi loka bagi akar buat bernafas dan tumbuh. Selain itu, tanah pun menjadi habitat bermacam-macam mikroorganisme. Tanah juga dijadikan sebagai loka hayati bagi sebagian hewan darat. Tekstur susunan tanah bermacam-macam dan dapat dikelompokkan menjadi berikut ini.

1. Tekstur kasar, misalnya pasir, pasir berlempung.

1. Tekstur agak kasar, misalnya lempung berpasir dan lempung berpasir halus.

1. Sedang, antara lain lempung berpasir sangat halus, lempung berdebu, dan debu.

1. Tekstur halus, misalnya tanah liat berpasir, tanah liat berdebu.

Tekstur tanah ini juga dipengaruhi oleh kandungan air nan terdapat dalam tanah. Jika diuraikan proses pembentukan susunan tanah dimulai dari bebatuan nan mengalami pelapukan, baik pelapukan secara fisika maupun pelapukan secara kimiawi.

Pada saat pelapukan, bebatuan tersebut akan menjadi lunak dan berubah bentuknya sehingga bisa dikatakan sebagai bahan tanah. Bahan tanah ini akan mengalami proses pelapukan terus menerus dan berlangsung dalam waktu bertahun-tahun sampai akhirnya bahan tanah tersebut menjadi tanah.

Batubara terbentuk dari tanah, tapi tak semua tanah bisa membentuk batubara. Batubara hanya bisa terbentuk dari tanah organik nan berwarna hitam, dan memiliki kandungan mineral nan sangat sedikit.

Meskipun begitu, tanah jenis ini tetap bisa ditanami sebab bentuk fisiknya nan gembur. Namun sayang, jangan berharap hasil tanaman nan kalian tanam di atas tanah organik akan optimal, hasil tanaman di huma ini justru jauh di bawah optimal.

Berbeda dengan tanah organik, tanah non-organik memiliki banyak sekali kandungan mineralnya. Mineral ini membentuk partikel penyusun tanah, yaitu pasir, lanau (debu), dan lempung. Komposisi ketiga partikel penyusun tanah ini nan kemudian memengaruhi rona tanah. Berikut ini ukuran pembentuk mineral di dalam tanah.

1. Partikel pasir memiliki ukuran sekitar 200 mikrometer hingga 2.000 mikrometer.

1. Partikel debu memiliki ukuran sekitar 2 mikrometer sampai kurang dari 200 mikrometer.

1. Partikel lempung memiliki ukuran kurang dari 2 mikrometer.

Semakin halus ukuran partikel tanah tersebut, maka luas permukaan partikel per satuan bobot semakin besar. Partikel tanah dengan permukaan nan lebih luas memberi peluang lebih banyak terjadinya reaksi kimia. Partikel lempung per satuan bobot mempunyai luas permukaan lebih luas dari pada partikel tanah lainnya (debu dan pasir).

Reaksi-reaksi kimia nan berlangsung di permukaan tanah berupa lempung lebih banyak dibandingkan nan berlangsung di permukaan tanah berupa partikel debu dan pasir per satuan bobot nan sama.

Hal ini menunjukkan bahwa partikel lempung merupokan komponen susunan tanah paling aktif terhadap reaksi kimia sehingga berkontribusi menentukan sifat kimia tanah dan juga mempengaruhi kesuburan tanah. Berikut ini ialah beberapa jenis tanah.

1. Tanah humus. Seperti namanya, tanah humus merupakan jenis tanah nan tak diragukan kesuburannya. Tanah ini merupakan hasil pembusukan sisa-sisa pepohonan.

1. Tanah pasir. Tanah berpasir identik dengan kegersangan sehingga tak cocok dijadikan loka bercocok tanam. Tekstur tanahnya berkerikil sebab merupakan bentukan dari batuan beku dan batuan sedimen.

1. Tanah alluvial. Tanah jenis ini disebut juga tanah endapan. Lumpur sungai nan mengendap di dataran rendah akan membentuk tanah endapan. Umumnya, tanah ini memiliki taraf kesuburan nan baik, sehingga bisa digunakan buat bercocok tanam.

1. Tanah podzolit. Sama seperti tanah endapan, tanah podzolit pun merupakan jenis tanah subur. Tanah di daerah pegunungan biasanya masuk dalam jenis tanah ini.

1. Tanah vulkanik. Tanah ini memiliki kandungan unsur hara nan tinggi sehingga sangat subur. Tanah vulkanik bisa dikatakan hadiah dari letusan gunung berapi. Tanah vulkanik terdapat di daerah dekat lereng gunung berapi.

1. Tanah laterit. Sebenarnya, tanah laterit merupakan jenis tanah nan subur. Curah hujan tinggi telah membuat unsur hara dari tanah ini larut sehingga kesuburannya hilang.

1. Tanah mediteran. Tanah mediteran merupakan hasil pelapukan batu kapur sehingga tanahnya tak subur. Karena asal pembentukannya dari batu kapur, tanah mediteran disebut juga tanah kapur.

1. Tanah gambut. Sinkron namanya, tanah gambut berada di sekitar rawa sehingga bahan dasarnya pun sudah niscaya hasil pembusukan tanaman nan tumbuh di rawa. Tanah nan disebut sebagai tanah organosol ini tak cocok dipakai sebagai huma pertanian.

Tanah atau lapisan kerak bumi ini dapat dibedakan menjadi, lapisan tanah atas, lapisan tanah bawah, dan lapisan batuan induk. Ketiga lapisan ini membentuk susunan tanah nan jika diuraikan akan sebagai berikut.

1. Lapisan atas ialah lapisan nan berasal dari batu-batuan dan residu makhluk hayati nan telah wafat dan mengalami pelapukan. Tanah nan paling fertile dan dapat dimanfaatkan sebagai huma pertanian oleh manusia ialah di bagian lapisan atas ini.

1. Lapisan tengah berasal dari bebatuan nan pada proses pelapukannya mengalami abrasi oleh air, sehingga bahan lapisan itu mengendap. Karena kandungan airnya banyak, maka tanah di lapisan tengah ini sangat liat, sehingga lebih dikenal sebagai tanah liat. Tanah liat dapat berwarna merah atau dapat pula berwarna putih.

1. Lapisan bawah ialah lapisan tanah nan terdiri dari bongkahan-bongkahan batu dan bebatuan nan telah melapuk disela-selanya. Sehingga pada lapisan bawah ini ada dua jenis bahan pembentuk, yaitu bebatuan nan belum melapuk dan bebatuan nan sudah mengalami pelapukan.

1. Lapisan batuan induk tersusun dari bebatuan padat dan berada dalam lapisan terdalam bumi.

Hukum Darcy menjelaskan tentang kemampuan air mengalir pada rongga-rongga (pori) dalam tanah dan sifat-sifat nan memengaruhinya. Ada dua anggapan primer nan digunakan dalam penetapan hukum Darcy ini.

Asumsi pertama menyatakan bahwa genre fluida/cairan dalam tanah bersifat laminar. Sedangkan anggapan kedua menyatakan bahwa tanah berada dalam keadaan jenuh.

"ν = k.i"

dengan v = kecepatan genre (m/s atau cm/s)

k = koefisien permeabilitas

i = gradien hidrolik

Lalu, telah diketahui bahwa: "v = " "Q" /"At" dan i=∆h/L , sehingga hukum Darcy dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

Q= (k.A.t.∆h)/L

Dengan A = luas penampang genre (m2 atau cm2)

t = waktu tempuh fluida sepanjang L (detik)

Δh = selisih ketinggian (m atau cm)

L = panjang daerah nan dilewati genre (m atau cm)

Hukum Darcy menunjukkan bahwa permeabilitas pada tanah ditentukan oleh koefisien permeabilitasnya. Koefisein permeabilitas pada tanah bergantung pada berbagai faktor. Setidaknya, ada enam faktor primer nan memengaruhi permeabilitas tanah, yaitu sebagai berikut.

1. Viskositas cairan, semakin tinggi viskositasnya, koefisien permeabilitasnya akan semakin kecil.

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

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

1. Rasio kekosongan (void), semakin besar rasio kekosongannya, koefisien permeabilitasnya akan semakin besar.

1. Kekasaran partikel mineral, semakin kasar partikel mineralnya, koefisien permeabilitasnya akan semakin tinggi.

1. Derajat kejenuhan tanah, semakin jenuh tanahnya, koefisien permeabilitasnya akan semakin tinggi.

Setidaknya ada dua cara menentukan koefisien permeabilitas, yaitu dengan uji head tetap dan uji head jatuh. Uji head tetap digunakan buat tanah nan memiliki butiran kasar dan memiliki koefisien permeabilitas nan tinggi.

Sedangkan uji head jatuh digunakan buat tanah nan memiliki butiran halus dan memiliki koefisien permeabilitas nan rendah. Demikian uraian mengenai permeabilitas tanah. Semoga bermanfaat.