ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS TERHADAP ...
Transcript of ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS TERHADAP ...
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
90 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
ANALISIS GRADASI DAN INDEKS PLASTISITAS
TERHADAP KETERSEDIAAN AIR TANAH DI PURWOSARI
WONOGIRI
Iwan Ristanto
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
ABSTRAK
Wonogiri adalah salah satu daerah di Jawa Tengah yang sering dilanda kekeringan dan
kekurangan air, terutama di Wonogiri bagian selatan, walaupun di Wonogiri utara ada juga
beberapa wilayah desa yang masih kekurangan air minum, karena orang harus menggali atau
mengebor di tanah untuk mendapatkan sumber air potensial. Jenis tanah yang ada berupa tanah
liat dan kekurangan air membuat tanah di sebagian besar Wonogiri memiliki permeabilitas tinggi
sehingga air hujan tidak dapat terserap hingga masuk ke dalam tanah. Gradasi tanah dan indeks
plastisitas banyak mempengaruhi sifat-sifat tanah dalam menyerap dan menyimpan cadangan air
baik pada kondisi kering maupun jenuh air. Sebaliknya, tanah butiran halus, terutama tanah liat
akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas permukaan spesifik
menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas tanah. Distribusi ukuran
butir jarang terjadi sebagai faktor yang mempengaruhi perilaku butiran halus. Batas Atterberg
digunakan untuk keperluan identifikasi tanah ini. Berdasarkan analisa Atterberg, batas gradasi
tanah yang diambil di lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kandungan pasir lebih sedikit
dibandingkan Dusun Gondang Kulon yaitu sekitar 32,66% <55,13% dan kadar lanau 61,49%>
42,15% dan lebih banyak tanah liat 5,85%> 2,7 %. Dari penelitian ini diketahui bahwa nilai
indeks plastisitas tanah di lokasi sampel di Dusun Gondang Wetan 18,32, lebih besar jiak
dibandingkan di lokasi Dusun Gondang Kulon, Desa Purwosari yang hanya 12.90. Nilai indeks
plastisitas sangat mempengaruhi ikatan air tanah yang lebih baik, yang dalam hal ini terkait
dengan ketersediaan air tanah. Tanah yang terletak di Dusun Gondang Wetan memiliki
ketersediaan air lebih banyak dibandingkan dengan tanah di Dusun Gondang Kulon, Purwosari,
Wonogiri.
Kata Kunci : tanah, gradasi, indeks plastisitas, air tanah
PENDAHULUAN
Jenis tanah yang lempung dan sedikit air menjadikan tanah di sebagian besar
Wonogiri memiliki permeabilitas yang tinggi sehingga air hujan tidak dapat menyerap
sampai kedalam tanah. Dari hasil pengamatan langsung kondisi tanah di Desa Purwosari
secara fisik sebagian besar berwarna merah dengan gradasi butiran lanau dan lempung
tanah dimana memiliki pori-pori yang padat sehingga sukar untuk menyimpan cadangan
air yang banyak tetapi ditemukan beberapa sumber mata air daerah cekungan, dengan
kondisi tanah yang sedikit pasir dan berlanau. Gradasi tanah dan indeks plastisitas tanah
banyak mempengaruhi sifat tanah untuk menyerap dan menyimpan cadangan air baik
pada kondisi kering maupun jenuh air. Sebaliknya, tanah butiran halus khususnya tanah
lempung akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 91
permukaan spesifik menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas
tanahnya. Distribusi ukuran butiran jarang-jarang sebagai faktor yang mempengaruhi
kelakuan tanah butiran halus. Batas-batas Atterberg digunakan untuk keperluan
identifikasi tanah ini. Pada penelitian ini mempertimbangan komposisi mineral dan sifat-
sifat elektrik dari partikel padatnya. Variasi yang besar pada karakteristik permeabilitas
dalam arah paralel maupun tegak lurusnya. Suatu hal yang penting pada tanah berbutir
halus adalah sifat plastisitasnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral
lempung dalam tanah.
Tujuan Penelitian
Pada penelitian bertujuan untuk:
1. Untuk mengetahui sifat gradasi tanah dan indeks plastisitas tanah berdasarkan batas-
batas atterberg di Desa Purwosari, Wonogiri
2. Untuk mengetahui pengaruh sifat gradasi tanah dan indeks plastisitas terhadap
ketersediaan air tanah di Desa Purwosari, Wonogiri
Manfaat Penelitian
Penelitian diharapkan dapat bermanfaat bagi;
1. Penelitian ini dapat menambah kasanah informasi mengenai kondisi tanah di desa
Purwosari dalam aspek ilmu penyelidikan mekanika tanah
2. Penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi lembaga Pengelola SDA yang sudah
dibentuk di Desa Purwosari untuk melakukan rekayasa-rekayasa ekologi lingkungan
TINJAUAN PUSTAKA
Evaporasi dan transpirasi menyebabkan hilangnnya air tanah ke atas. Drainase
tanah selain merupakan akibat hasil pengamatan ciri morfologi tanah, juga dapat diamati
langsung ( Porter, 1978)
KETERANGAN :
P = presipitasi
E = evapotranpirasi
I = infiltrasi
S = aliran air di anak-anak sungai
O = aliran permukaan
R = aliran ai di sungai utama
T = aliran bawah permukaan
W = muka air dalam tanah
A = zone aerasi
B = aliran dasar
G = penyimpanan air tanah
Gambar 1. Diagram secara skematis ekosistem DAS Sumber : Porter (1978)
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
92 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
METODE PENELITIAN
Uraian Umum
Penelitian ini menggunakan uji perobaan standar ASTM (American Society for
Testing and Material) dengan alur seperti Gambar 2.
Gambar 2. Bagan Alur Penelitian
mulai
Penentuan lokasi
Tanah daerah cekungan
Di desa Purwosari
Tanah Daerah bukan cekungan
Di desa Purwosari
Pengambilan tanah sebanyak 10 sample uji
Pengambilan tanah sebanyak 10 sample
uji
Dilakukan penimbangan berat benda uji
Uji kadar air tanah dengan cara sample dioven
selama 24 jam sampai kadar air = 0
Dilakukan penimbangan berat benda uji kering
Specific gravity, Grain size analysis, Atterberg limit test
Analisa Data
Pengaruh sifat gradasi pada ketersediaan air Pengaruh sifat gradasi pada ketersediaan air
Analisa Data Kesimpulan
ya tidak
Selesai
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 93
Pengambilan Sampel Tanah dari Lokasi
Pengambilan sample tanah dilakukan pada 10 titik pada cekungan dengan tiap
titik dibedakan untuk tanah lapisan bawah dan tanah lapisan atas, yang diambil pada
kedalaman 0 – 0,5 m untuk lapis tanah atas dan 0,5 – 1 m untuk tanah lapisan bawah.
Masing-masing sampel tanah yang akan diuji diberi kode tersendiri. Tiap titik
pengambilan di daerah cekungan yang ditumbuhi tanaman gulma diberi kode 1a, 1b, 1c,
... dan seterusnya, sedang untuk sampel tanah yang diambil dari daerah cekungan yang
tidak ditumbuhi tanaman gulma diberi kode 2a, 2b, 2c, .... dan seterusnya.
Pengujian Kadar Air Sample Tanah
Adapun maksud dan tujuan dilakukan pengujian kadar air tanah adalah untuk
mengetahui seberapa besar volume kandungan air yang terdapat pada sample tanah
dengan berat tertentu. Percobaan yang dilakukan dalam pengujian kadar air tanah adalah
sebagai berikut.
Specific Grafity
Pengujian ini untuk mengetahui berat jenis tanah, yang pelaksanaannya mengacu
pada ASTM-D-854-72
Grain Size Analysis
Pengujian ini terdiri dari 2 macam pengujian yaitu :
a. Pengujian hydrometer (hydrometer analysis)
b. Pengujian analisa saringan (sieve analysis)
Atterberg Limit Test ( Indeks Plastis)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui batas cair (Liquid Limit) pengujian
batas cai mengacu pada standart ASTM-D-432-66 dan kemudian pengujian batas plastis
(Plastis Limit) mengacu pada standard ASTM-D-424-74.
Analisis Data
Analisis yang dilakukan berdasarkan hasil nilai kadar air, batas cair dan indeks
plastisitas.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
94 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
HASIL DAN PEMBAHASAN
Lokasi Pengambilan Data (sampel)
Pengambilan sampel dilakukan pada musim hujan dan untuk mendapatkan tujuan
penelitian yang diharapkan, maka pelaksanaan uji perobaan sampel tanah melalui
prosedur laboratorium yang telah ditentukan oleh standar ASTM (American Society for
Testing and Material.
Gambar 3. Lokasi pengambilan sampel tanah pada di Desa Purwosari
Data dan Analisis Sampel
1. Analisis berat jenis air (Specific Grafity)
Data pengambilan sampel tanah pada lokasi Gondang Wetan mengetahui berat
jenis air atau kadar air yang terkandung dalam benda uji maka sample di timbang dalam
keadaan basah, kemudian dilakukan pengujian kadar air dengan melakukan pengeringan
dengan oven yang memiliki suhu 200 derajat selama 24 sampai kadar air = 0, kemudian
ditimbang lagi sehingga diketahui berat jenis tanah kering dan berat jenis air yang
terkandung dalam sample seperti pada tabel 1.
Tabel 1.Data berat jenis sampel pada lokasi Gondang Wetan, Desa Purwosari
Benda Uji GW 1 GW 2 GW 3 GW 4 GW 5 Rata2
Berat Cawan dan Sampel
sebelum di oven (gr) 21,00 23,00 22,00 21,00 23,00 22,00
Berat Cawan dan Sampel setelah
di oven (gr) 17,90 19,50 19 ,00 18,00 19,90 18,86
Berat Cawan (gr) 11,50 11,80 15,40 11,50 11,40 12,32
Berat Jenis (GS) Tanah (gr) 9,50 11,20 6,60 9,50 11,60 9,68
Berat Jenis (GS) Air (gr) 3,10 3,50 3,00 3,00 3,10 3,14
Prosentase kadar air (%) 48,44 31,25 45,45 31,58 26,72 36,69
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 95
Tabel 2. Data berat jenis sampel pada lokasi Gondang Wetan, Desa Purwosari
Benda Uji GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 GK 5 Rata2
Berat Cawan dan Sampel
sebelum di oven (gr) 16,00 19,10 20,00 21,00 21,80 19,58
Berat Cawan dan Sampel
setelah di oven (gr) 15,00 17,50 19,00 19,00 19,50 18,00
Berat Cawan (gr) 11,00 11,60 12,50 12,00 11,90 11,80
Berat Jenis (GS) Tanah (gr) 5,00 7,50 7,50 9,00 9,90 7,78
Berat Jenis (GS) Air (gr) 1,00 1.6 1,00 2,00 2,30 1,58
Prosentase kadar air (%) 20,00 21,33 13,33 22,22 23,23 20,02
2. Analisis Distribusi butiran (Grain Size Distribution)
Pengelompokan proporsi butritan dari benda uji dibagi atas komponen Kerikir
(Gravel), Pasir (Sand), Lanau (Silt), dan Lempung (Clay). Pola distribusi juga dilaporkan
dalam nilai keseragaman (cu) dan koefisien kelengkungan (cc) yang disajikan dengan
hasil sebagai berikut :
Tabel 3. Data hasil distribusi butiran partikel tanah Gondang Wetan
Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 Rata2
Gravel (%) 0 0 0 0 0 0.00
Sand (%) 34.10 26.09 35.86 30.35 36.89 32.66
Silt (%) 60.28 67.78 58.93 62.56 57.90 61.49
Clay (%) 5.62 6.13 5.21 7.09 5.21 5.85
Cu 2.96 4.25 7.32 8.05 7.40 6.00
Ce 1.97 2.78 3.78 4.62 3.81 3.39
Tabel 4. Data hasil distribusi butiran partikel tanah Gondang Kulon
Benda Uji T1 T2 T3 T4 T5 Rata2
Gravel (%) 0 0 0 0 0 0.00
Sand (%) 57.83 54.78 56.17 53.66 53.22 55.13
Silt (%) 39.77 42.32 41.48 43.39 43.78 42.15
Clay (%) 2.40 2.89 2.35 2.95 2.90 2.70
Cu 3.79 2.70 3.81 2.61 2.90 3.16
Ce 0.50 0.53 0.545 0.54 0.49 0.52
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
96 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
0
20
40
60
80
B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5
Gravel (%)
Sand (%)
Silt (%)
Clay (%)
Cu
Ce
Gambar 4. Grafik analisa butiran tanah
3. Konsistensi / Nilai Plastisitas Tanah
Nilai konsistensi tanah yang diuji adalah batas cair (LL) dan batas plastis (PL).
Hasil kedua tersebut didapatkan nilai indeks plastis (PI), maka indeks plastisitas tanah
adalah
Tabel 5. Analisa hasil indeks konsistensi tanah lokasi Gondang Wetan
Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 PI
Rata2 LL 51.65 39.05 49.60 42.25 41.40
PL 28.04 25.05 29.11 24.30 25.85
PI 23.61 14.00 20.49 17.95 15.55 18.32
Tabel 6. Analisa hasil indeks konsistensi tanah pada lokasi Gondang Kulon
Benda Uji T1 T2 T3 T4 T5 PI
Rata2 LL 43.05 49.10 42.97 43.35 41.21
PL 31.57 29.14 32.75 30.56 31.12
PI 11.48 19.96 10.22 12.79 10.09 12.90
0
10
20
30
B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5
PI
PI
Gambar 5. Grafik indeks plastisitas tanah (Plastis Indeks)
PI = LL - PL
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 97
A. Analisis Hubungan Berat Jenis, Analisis Butiran dan Indeks Pastisitas
Tabel 7. Hubungan kadar air, analisa butiran dan indeks plastisitas tanah uji
Benda Uji B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5
Berat Jenis
Kadar Air
(GS)
32.63 31.25 45.45 31.58 26.72 20.00 21.33 13.33 22.22 23.23
Gravel (%) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Sand (%) 57.83 54.78 56.17 53.66 53.22 34.1 26.09 35.86 30.35 36.89
Silt (%) 39.77 42.32 41.48 43.39 43.78 60.28 67.78 58.93 62.56 57.9
Clay (%) 2.4 2.89 2.35 2.95 2.9 5.62 6.13 5.21 7.09 5.21
Cu 3.79 2.7 3.81 2.61 2.9 2.96 4.25 7.32 8.05 7.4
Ce 0.5 0.53 0.545 0.54 0.49 1.97 2.78 3.78 4.62 3.81
PI 11.48 19.96 10.22 12.79 10.09 23.61 14 20.49 17.95 15.55
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
B1 B2 B3 B4 B5 T1 T2 T3 T4 T5
Berat Jenis Kadar Air (GS)
Gravel (%)
Sand (%)
Silt (%)
Clay (%)
Cu
\
Gambar 6. Grafik hubungan kadar air, jenis butiran dan nilai plastisitas
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Gradasi tanah yang diambil pada lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kadar pasir
lebih sedikit dibandingkan Dusun Gondang Kulon yakni sekitar 32.66% < 55.13%
dan kadar lanau lebih banyak 61.49% > 42.15% serta lempung yang lebih banyak
yakni 5.85% > 2.7%.
2. Dari penelitian ini diketahui bahwa nilai indek plastisitas tanah pada lokasi sampel
yang di Dusun Gondang Wetan 18.32 > daripada di lokasi Dusun Gondang Kulon,
Desa Purwosari yakni 12.90.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
98 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
3. Tanah yang berada di lokasi Dusun Gondang Wetan memiliki kandungan
ketersediaan air lebih banyak dibanding dengan tanah pada lokasi Dusun Gondang
Kulon, Desa Purwosari, Wonogiri
Saran
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disarankan dan masukkan
yang akan berguna untuk pengembangan penelitian selanjutnya, yaitu :
1. Sampel yang diteliti lebih banyak sehingga hasilnya lebih mendekati dengan
kenyataan
2. Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih luas sebaiknya penelitian dilakukan
dibeberapa tempat untuk mengkondisikan keadaan sebenarnya pada suatu cekungan
yang efektif untuk penyediaan air.
DAFTAR PUSTAKA
Ance Gunarsih Kartasapoetra. 1993. Klimatologi Pengaruh Iklim terhadap Tanah dan
Tanaman.. Jakarta : Bumi Aksara.
Anonim. 1997. Irigasi dan Bangunan Air II. Jakarta : Universitas Gunadarma.
Badan Standarisasi Nasional. 1992. Sumur Gali untuk Sumber Air Bersih. Jakarta: BSN.
Effedi, Pasandau. (penyunting) 1984. Pengembangan Manajemen Sumber Air dan Irigasi
untuk Pembangunan Pertanian. Jakarta : Guanendra.
Frick, Heinz. 1980. Ilmu Konstruksi Bangunan. Yogyakarta : Kanisius Letiavsky. tt
Irrigation and Hidraulic Design.
Leinsley, Ray K. B. Franzin, Joseph. 1986. Teknik Sumber Daya Air. (terj, Djoko
Sasongko ).
Takeda, Kensaku. 1987. Former Director, Planing Departement, Tokai Regional Office,
Ministry of Agriculture and Forestry. Hidrology. Jakarta : Pradnya Paramita.