FISIKA TANAH LANJUT

• BKU PENGELOLAAN LAHAN,• PROG. STUDI ILMU TANAMAN

• PASCA SARJANA UNSRI

• DOSEN• SITI MASREAH BERNAS, PhD.

Buku Referensi

Lal, R. dan M.K. Shukla, 2004. Principle of soil physics. Marcel Dekker, New York. 716p. (Buku Utama)

Jury, W.A. and R. Horton, 2004. Soil physics. 2004. John Wiley and Sons. New Jersey. 370p.

Hillel, D. 1982. Introduction to soil physics. Academic press. London. 364p.

Fisika Tanah Lanjut

• Fisika Tanah : mempelajari sifat fisik tanah dan proses-proses yang terjadi di tanah, termasuk pengukuran dan prediksi yang berhubungan dengan bentuk-bentuk, antarrelasi, dan perubahan susunan tanah serta multipel fase.

• Komponen di tanah adalah : bahan mineral, bahan organik, bahan cair,

dan udara.

Fisika Tanah dan Pertanian Berkelanjutan

HidrologiMekanika Tnh

Ekologi

Ilmu Bumi

KlimatologiFisika,

Kimia Fisik

IlmuTanaman

Mesin Pertanian

GIS, PengindraanJauh dsbFisika Tanah

Pemanfaatan tnh & Air

berkelanjutan

Fisika tanah berperanan penting dalam :

• Menahan sumber basa-basa tanah• Meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber

daya tanah• Meminimalisasi resiko erosi & kerusakan tnh• Mempertahankan dan memperbaiki tanah rusak

& ekosistem yg rusak• Meningkatkan produksi dengan memperbaiki tnh

seperti kepadatan tanah, salinitas, aerase, draenase dsb.

Sifat fisik tnh dan proses yg mempengaruhi pertanian, teknik pengelolaan, dan fungsi lingkungan tanah

Proses (yg mempengaruhi

biomas)

Sifat & Ciri Fungsi Tanah

Pemadatan KI, Pori, Sebaran Partikel, Struktur tanah

Pertumbuhan akar, penyerapan hara,

Erosi Kemantapan struktur, erodibilitas, ukuran partikel, infiltrasi, hidraulik konduktifitas, transportabiliti, rillability

Pertumbuhan akar, penyerapan hara, aerasi

Pergerakan air Hidraulik kondutifitas, distribusi pori, turtuosity

Ketersediaan air, pergerakan hara

Aerasi Porositas, sebaran pori, struktur tanah, perbedaan konsentrasi, koefisien difusi

Pertumbuhan dan perkembangan akar, respirasi tanah dan tanaman

Transfer panas Kondutifitas panas, kandungan air tanah

Pertumbuhan tanaman, serapan hara, aktifitas mikrobia

Proses (fungsi teknik atau mekanik)

Sifat & Ciri Fungsi Tanah

sedimentasi Distribusi berbagai ukuran partikel, dispersibility

Filtrasi, kualitas tanah

Penurunan permukaan (subsident)

Kekuatan tanah, kadar air tanah, porositas

Kemampuan menopang, trafikability

Pergerakan air Hidraulik kondutifitas, porositas

Seepage, pembuangan sisa air (waste), draenase

pemadatan Kekuatan tanah, kepadatan tanah, tekstur

Kekuatan dasar

Proses (fungsi lingkungan)

Sifat & Ciri Fungsi Tanah

Absorpsi/

Adsorpsi

Distribusi berbagai ukuran, luas permukaan, kerapatan muatan

Filtrasi, pengaturan kualitas air, pembuangan limbah

Difusi/aerasi Pori total, pori aerasi, turtuositi, beda konsentrasi

Emisi gas dari tanah ke udara

Komponen tanah

• Bahan padat : – Bahan mineral dan – Bahan organik

• Air

• Udara

Sifat, fase dan komponen masing-masing bahan :

Fase Komponen Komposisi Sifat

Padat inorganik Hasil pelapukan: kuarsa, felsfar, silikat dsb

Kerangka, matrik

ρs=2,0-2,8 g/cm3

organik Sisa-sisa tanaman dan fauna, organisme

Luas permukaan tinggi, sangat aktif, mempengaruhi CO2 di atm, ρs=1,2-1,5 g/cm3

Fase Komponen Komposisi Sifat

Cair larutan tanah Larutan ion spt Na, K, Ca, Mg, Cl, NO3, PO4,

Heterogen, dinamis, diskontinyu ρw =1,0g/cm3

Udara Udara tanah N2, O2, CH4, H2S, N2O,NO

Bervariasi, dinamis ρa=1,0-1,5 g/cm3

Tekstur Tanah atau Distribusi Besaran Partikel

• Definisi merupakan perbandingan relatif dari butir-2 primer tanah (pasir, debu dan liat) yg dinyatakan dalam persen.

• Ada 2 kelas tekstur di dunia yaitu berdasarkan :

• USDA (Deaprtemen Pertanian USA).

• ISSS (International Soil Science Society)

Tabel ukuran partikel tanah

Sistem USDA Sistem ISSS

Partikel Ukuran (mm) Partikel Ukuran

Psr sgt kasar 2 - 1,00 Pasir kasar 2,00 – 0,20

Psr kasar 1 - 0,5 Pasir halus 0,20 – 0,02

Pasir sedang 0,5 - 0,25 Debu 0,02 – 0,002

Pasir halus 0,25- 0,10 Liat <0,002

Psr sgt halus 0,10- 0,05

Debu 0,05- 0,002

Liat <0,002

•Merupakan butiran halus dan fraksi yg reaktif (bermuatan)

Karena ukurannya sgt halus maka berupa

koloidal, sangat reaktif, luas permukaan besar, dan muatan yang tinggi

•Bentuk partikelnya lempeng atau seperti jarum disebut alumino silikat.

Liat (clay)

•Merupakan mineral liat sekunder

Mengandung juga butiran harus spt

besi oksida (Fe2O3), al oksida (Al2O3), CaCO3, garam lain

Karena luas permukaan yg tinggi maka liat

merupakan fraksi yang sangat mempengaruhi

banyak sifat-2 tanah

Seperti :Mudah menyerap air (terhidrasi),

Mengembang dan mengkerut karena mempunyai sifat yg lempengan yg

dapat mengembang, sifat plastis yg tinggi karena dapat mempertahankan bentuknya bila basah dan di uli, lekat bila basah dan retak bila kering, dan

dapat dibentuk apa saja krn mempunyai sifat kohesif, muatan

negatif yg tinggi shg dpt membentuk lapisan ganda elektrik.

Beberapa sifat fisik partikel tanahSifat Pasir Debu Liat

ukuran 2-0,02 mm 0,02-0,002 mm <0,002

Bentuk Tdk beraturan Agak tidak beraturan

Lempeng/kolum

Raba/rasa Kasar Halus, tepung Lekat

Plastisitas Tdk plastis Agak plastis Plastis

Kohesi Tdk kohesif Agak kohesif Kohesif

Luas permukaan Sangat rendah Sedang Sagt tinggi

Mineral Primer Primer Mineral liat secondary

Panas bila basah Tidak Minimal Tinggi

Partikel secondary

Tidak Beberapa Membentuk agregat

Kapasitas menahan air

Tidak-sangt sedikit

Sedang Tinggi, higroskopis

Kekerasan 5,5-7 (mhos scale)

5,5-7 -

KTK Tidak ada Sangat rendah Tinggi sd sngt tinggi

Cara menilai sifat-2 fisik tanah:

• Fraksi tanah (Tekstur): dengan memakai Hukum Stokes spt

1/2

d = 30ŋ θ

980(ρs- ρt)

Luas permukaan spesifik

• Banyak sifat-sifat tanah berhubungan dengan luas permukaan spesifik partikel (a) spt : – kapasitas tukar kation– Retensi dan bergerakan bahan kimia– Kapasitas mengembang/mengkerut– Plastisitas– Kohesi– Kekuatan tanah

Beberapa cara mengukur LPS:

am= A /Mm(m2/g)

av=As/Vs(m2/m3)

ab=As/Vt (m2/m3)

Berdasarkan berat

Berdasarkan volume

Berdasarkan vol total

Luas permukaan dpt juga dihitung berdasarkan bentuknya :

Bentuk kubus maka luas Permukaan 6L, volume L3,

Berat ρL3

Maka luas permukaan spesifik:am=6L2/ ρsL3 = 6/ ρsL

Atau

av= 6L2/L3 = 6/L

Partikel bundar

Diameter (D), kerapatan zarah (ρs), vol total

,D3, ρs/6ּת berat ,(D3/6ּת)Total luas permukaan

(D2ּת )

am= ּתD2 (ּתD3- ρs) 6= 6/(D- ρs)

Av= ּתD2/(ּתD3)/6=6/D

Hubungan antara diameter dg luas permukaan

0,001

0,01

0,1

1,0

10

100

Lo

g L

uas p

ermu

kaan (m

2/g)

0,01 0,1 1,0 10 100

Diameter partikel (mm)

am = 2.642/D*10-3m2/g.ρs = 2,65 g/m3

Sifat Muatan liat

• Muatan total permukaan liat disebabkan oleh substitusi isomorfik dan perubahan lainnya disebut muatan berubah-ubah tergantung pH.

• Hampir semua liat mempunyai muatan negatif tetapi tanah-tanah yg sudah melapuk lanjut juga mempunyai muatan positif.

Sifat muatan dan luas permukaan jenis mineral liat

Mineral Liat

KTK (cmol/kg)

KTA

(cmol/kg)

Kerapatan Muatan {(cmol(+)/m2x10-3]

Luas permukaan jenis (m2/g)

Kaolinit 3-15 - 60-75 5-20

Illite 10-40 - 10-20 100-200

Vermikulit 100-150 5-10 30-33 300-500

Smektit 80-150 - 11-19 700-800

Allophan 20-30 20-10 - >600

Lapisan ganda elektrolit dan Potensi Zeta

++ +

++

+

+

+ ++++

++++

++

+ ++ + + + +

++

++

Muatan negatif pada liat dalam keadaan kering

Terjadi bila partikel liat terhidrasi penuh, lalu muatan negatif

diseimbangkan oleh muatan positif dari larutan tanah yg

tertarik akibat Gaya Coulomb.

Muatan negatif pada liat dan positif karena keseimbangan tsb

menciptakan lapisan ganda elektrik (listrik) disekeliling liat.

Urutan ion utk terjerap adalah Al3>Ca+2>Mg+2>K+>Na+>Li+

Lapisan ganda elektrolit dan Potensi Zeta

++ +

++

+

+

+ ++++

++++

++

+ ++ + + + +

++

++

++

+

++

+

+

+

++

+++

++

+++

++

++

++

++

+

Muatan negatif pada liat dalam keadaan basah

Tebal lapisan ganda listrik (U) merupakan jarak dari permukaan liat sampai ke konsentrasi kation mencapai uniform atau minimum,

Potensi Zeta

Lapisan Helmholtz

Tetap (fixed)

Lapisan Gouy

(difusi)

Potensi Zeta

Potensi NernstAtau potensi total

Pengukuran

• U = εKbT 1/2

• 8VCe2V2

e= muatan per cm2, d jarak (cm) dalam lapisan ganda, ε = konstan dielektrik (esu2/dynes.cm2), K= Boltzman Konstan, T temp

Mutlak dalam Kalvin, V = valensi ion dibagian luar, maka U akanBerbanding terbalik dengan V dan C.

Kestabilan suspensi liat• Flokulasi atau koagulasi merupakan melekatnya

partikel liat secara bersama dalam bentuk lepas dan kluster yg tidk beraturan.

• Proses terjadinya bila partikel koloid bermuatan bertabrakan satu dengan lainnya dan melekat satu dengan lainnya sebagai akibat lapisan ganda elektrik.

• Dispersity adalah sebaliknya yaitu kemampuan kation untuk memisahkan flokulat dan menyebabkan kolid tersebar di larutan.

• Urusan dispersi : Li->Na>K>Rb+>Cs+

• Lapisan liat yang terhidrasi secara penuh

• Tingkat liat aktif yg tinggi (jarak antara partikel bermuatan lebih besar, spt montmorilonit, vermikulit)

• Tingkat keaktifan liat rendah (jarak antara partikel bermuatan lebih kecil spt kaolinit)

Kemampuan liat utk mengembang dan mengkerut

• Mengembang terjadi oleh terserapnya air atau larutan polar lainnya menyebabkan volumenya bertambah.

• Kemampuan mengembang tergantung tipe mineral :• Mineral tipe 2:1 lebih besar kemampuan

mengembangnya, secara berurutan sbb• Vermikuliy>mont>beidelit>illit>kaolinit>halloysit• Berdasarkan kation tertukar maka mengembang

akan tergantung pada urutan• Li-> Na> K> Ca2+ =Ba+2 >H+

Hubungan antara mengembang dengan tipe liat dan pertukaran kation

Mineral Liat KTK

(cmol/kg

Mengembang (cm3/g liat (koloid)

H Li Na K Ca2+ Ba2+

Montmorilonit (Bentonite) 95 2,20 10,77 11,08 8,55 2,50 2,50

Beidelit 65 0,81 4,97 4,02 0,50 0,91 0,85

Mengembang (cm3/mmol kation)

Montmorilonit 95 2,44 11,3 11,6 9,0 2,63 2,63

Beidelit 65 1,24 7,6 6,2 0,77 1,4 1,3

Ratio:Mont:Beidelit 1,97 1,49 1,87 11,68 1,88 2,02

Jerapan air pada koloid tanah

• Kemampuan air untuk terjerap ke liat merupakan fungsi dari :

• Luas permukaan

• Kerapatan muatan

• Keadaan kation di kompleks jerapan

• Ukuran pori

Air bipolar maka akan terjerap spt

- +-

- +

+-

+-

Secara skematik jerapan air di tanah berpasir dan liat

Tanah liat

Tanah pasir

20

40

60

80

I

II

III

Kelem

bab

an relatif (%

)

Kadar air gravimetrik (%,g/g)

Pada waktu penjerapan air maka akan melepaskan panas

• Air yang dijerap liat akan melepaskan energi, disebut panas pembasahan atau heat of wetting

• Panas juga dilepaskan bila cairan lainnya dijerap di permukaan liat.

• Panas dilepaskan biasanya lebih besar bila larutan polar drpada nonpolar

• Panas juga tergantung pada luas permukaan liat , liat kaolinit tanpa permukaan dalam akan lebih rendah melepaskan panas dibanding montmorilonit yg punya permukaan dalam.

• Panas pembasahan berkurang dengan meningkatnya kadar air di liat,

• Dan bervariasi tergantung jenis kation pada kompleks jerapan, lebih besar bila kation bivalensi dibanding monovalensi.

• Juga berkurang dengan berkurangnya ukuran liat, tetapi meningkatkan luas permukaan, meningkatnya KTK.

Air Tanah: Potensi & Kandungan air tanah

• Kandungan air tanah mempengaruhi sifat-sifat tanah spt:• Konsistensi• Platisitas• Kekuatan• Kekompakan• Daya dipenetrasi• Kelekatan• Kemampuan menahan trafik• Pertumbuhan tanaman• Mengembang dan mengkerut• Kandungan gas dan pertukarannya• Aktifitas mikrobia• Keadaan kimia tanah (potensi oksidasi dan reduksi)

Kekuatan Tanah dan Pemadatan (Soil Strength & Compaction)

• Sifat fisik yg penting karena berpengaruh :

- thd alat2 yg digunakan

- thd pertanian dan hasil- thd teknik civil seperti utk pembuatan jalan,

dam, bangunan lainnya.

Model2 Rheology Dasar

• Rheology mempelajari aliran dan derajat serta prinsip2 deformasi bahan tanah.

• Ada beberapa model (rumus) rheology yang berhub dgn respon tanah disebut :– έ (strain atau deformation)– σ (tekanan)

• Dari 2 model tersebut di kategorikan lagi dalam beberapa kelompok : dasar, kompleks, dan kombinasi.

Contoh2 Rumus

• Rumus Hookean : Model linier utk bahan sangat elastis

σ = K έ

Dimana σ is unit tekanan (Psi, bar, Pa)

K is konstan (unit tekanan)

έ is rasio dimensionless

• Rumus Newtonian :

• menghub antara konstan strain (έ) dibawah tekanan yang digunakan (σ)

• σ = K’ έ

• Dimana έ = dέ /dt– K’ = konstan yng merup tekanan (bar) x

waktu– Bila έ = 0 pada waktu (t = 0) maka rumus

dapat ditulis sbb:– σ K” = έ

Contoh Rumus Kompleks

• Rumus Kelvin merup kombinasi antara rms Hookean dan Newtonian. Dicirikan oleh bahan yang deformasi elastis dipengaruhi oleh waktu :

• σ = σ Hookian + σ Newtonian

• σ = K έ + K’ έ

• σ /K’ = K έ /K’ + d έ /dt

Hubungan antara tekanan dan strain (respon bahan)

• Rheologi tanah juga berhubungan dengan study kemampuan tanah untuk menahan tekanan tanpa retak atau rusak disebut

kekuatan tanah (Soil strength)

• Ini sebagai akibat gaya kohesi dan adhesi dan bervariasi tergantung kadar air.

• (Contoh di praktikum)

Stress (Tension or compaction) adalah tenaga per satuan luas

• Ada 2 stress (tekanan) :• 1. tekanan normal (σ) disebabkan oleh vektor

gaya/tenaga lurus pada bidang datar area, • σ = Fn/A• Dimana Fn is tenaga yg digunakan pada area A• 2. tekanan tangensial atau tekanan gesekan (г):

tekanan ini disebabkan oleh vektor tenaga yg paralel thd area yg di tekan,

• г = Fn/A • Dimana Fn tangen gaya pada area A

Strain (respon tanah thd tekanan yg menyebabkan perubahan bentuk, secara

prinsip ada 2 type:• Strain longitudinal (Δ) is perubahan relatif

terhadap panjang (L) :• ε = ΔL/L• Tanah bisa mengecil atau megembang.• Strain Tangensial or Strain Gesekan (У) yg

menunjukkan perubahan angular (persegi),• Y = u/h dimana u is perubahan lateral atau

tangensial, h is tebal tanah dan u/h adalah tangen sudut perubahan bentuk, rumus ini untuk perubahan bentuk yg kecil <0.1%.

• lihat Gbr 7.1.

Strain dan stress berdasarkan waktu

• Strain secara longitudinal (έ) merupakan rerata perubahan strain secara longitudinal selama waktu tertentu (t),

• έ = dε/dt = 1d(ΔL)/L dt.

• Dimana e is perpanjangan or kontraksi per satuan waktu.

Elastisitas

• Bahan elastis berubah bentuk secara spontan bila ada tekanan terhadapnya dan tetap dalam bentuk tersebut bila tekanan masih dipertahankan, akan kembali ke bentuk semula bila tekanan dilepaskan.

• Contoh Karet atau plastik tetapi sedikit terjadi di tanah mineral dan ada di tanah gambut.

• Contoh: Rumus Modul Young, Rasio Poisson, Modul Gesekan dst.

• Rasio Poisson (PR) :

-Δd/do - Δd/ΔL ----------- = ------------ ΔL/Lo do/Lo

L = panjang, d = tebal bahan

PR is perbandingan pertambahan panjang dari satu sisi sumbu ke terjadinya kontraksi pada sumbu lain. Karena itu nilainya 0 utk benda kaku (gabus) dan 0,49 untuk karet.

Nilai PR untuk tanah tergantung total pori (ft) dan porimakro (fa).Tanah poreus nilainya rendah dan tanah liat mengembang/mengkerut

nilainya tinggi.

Rasio Poisson (v)

• Plastisitas adalah sifat berubahnya bahan secara progresif bila ditekan dan bentuknya bertahan walaupun tekanan dihilangkan, ini yg sering terjadi di tanah.

• Beberapa bahan sangat plastis sampai kurang plastis.

Coba : Perhatikan pembuatan grabah?

Plastisitas

• Hubungan antara stress & strain di tanah :• dapat dilihat dari K.I. tanah di bawah hutan 0,8

ton/m3 tetapi setelah di olah menjadi 1,6 ton/m3 (Lal and Cummings, 1979).

• Namun hubungan ini tidak seragam karena tanah tidak seragam proses terlibat sangat kompleks?

• Tanah bukanlah elastis sempurna bukan juga bahan plastis sempurna.

• Masih perlu banyak experiment

• Kontras dengan sft elastis, plastis, bahan kental maka tanah dapat bersifat spt:

• 1. Tnh elestoplastis yaitu bentuknya sebagian saja berubah bila tekanan di tiadakan.

• 2. Tnh viskoelastis dimana perubahan bentuk tergantung waktu (lama)

• 3. Banyak lagi hal-hal yang berhub dg itu termasuk pemadatan dan kekuatan tanah.

• Adalah kemampuan tanah untuk menahan atau memikul beban tanpa patah atau retak atau mengalir.

• Teory Mohr : merupakan hubungan antara tekanan normal (σ) dengan tangen atau tekanan patah/retak/gesek (г)

• г = гo + bσ • Bila pengukuran dilakukan beberapa kali seri dari ukuran

volume tanah yang berbeda dan dibuat garis lurus dengan memplotkan antara tekanan normal dengan tekanan patah/gesekan maka akan didapat koefisien arah (tgn ø) sepeti gbr berikut:

Kekuatan Tanah

(Soil Strength)

• Г = C + σ tan ø• Г = Г o + bσ; dimana b = tan ø ; Г= to + σ tan ø

ø

Г

•a = Гo

σ

• Soil hydraulic conductivity atau kemampuan tanah untuk meloloskan air; keadaan atau sifat tanah untuk melalukan air disebut permeabilitas (soil permeability). Kata permeabilitas sangat jarang ditemukan di literatur.

• Aliran air di tanah jenuh akan sangat beragam karena tanah:– tidak seragam bahan tanah berbagai macam– tidak beraturan– “tortuos” aliran berkelok-kelok tdk beraturan– “intricate” kadang2 pori buntu/terpotong atau bottle

necks (mengecil di ujung),

Aliran Air di Tanah Jenuh (Daya Hantar Air di Tanah)

Hukum Poiseuille

• Q = πR4 ΔP/8ŋL

• dimana jumlah air mengalir sebanding dg berkurangnya tekanan per jarak yang dilalui dan pangkat 4 jari2 tube (selang)

• Tentu saja ini berlaku untuk aliran memalui selang yang seragam untuk tanah tidak dapat diterapkan sepenuhnya, yang sesuai adalah Hukum D’arcy

Hukum D’arcy Th 1899

• Q = -KΔH dimana • Q adalah jumlah air yang mengalir• K adalah hidraulik konduktifiti• ΔH adalah beda tinggi hidraulik.• Utk persamaan satu dimensi maka menjadi• Q = -Kdh/dx• Dari rumus ini maka harus ada pebedaan tinggi

atau tekanan bila tidak maka tidak akan

Persamaan D’arcy utk Gbr di atas

Tekanan aras (Pressure head)

Tekanan gravitasi

Hidraulik head di batas aliran

(Hi) =

H1 + L

Hidraulik head di batas aliran ke luar (Ho) =

0 + 0

Beda hidraulik head (Δ H)

H1 + L

Persamaannya:

• Q = K ΔH/L = K(H1+L)L,

• Q = KH1/L + K

Persamaan D’arcy utk Gbr 6.6.

Tekanan aras (Pressure head)

Tekanan gravitasi

Hidraulik head di batas aliran

(Hi) =

H1 + 0

Hidraulik head di batas aliran ke luar (Ho) =

0 + L

Beda hidraulik head (ΔH)=

H1-Ho =

H1 - L

Cara menghitung K dari Gbr 6.11.

• K = [2,3aL/A(t2-t1)](logH1-logH2).

• a = luas penampang pipa

• A = luas penampang sampel tanah

• H1 dan H2 adalah nilai hidraulik head pada waktu t1 dan t2.

Aliran air di tanah tidak jenuh

• Beda aliran di tanah jenuh dan tidak jenuh:

Jenuh Tidak jenuh

Tenaga gerak berasal dari potensi tekanan positif,

Bearti dominasi gaya gravitasi

Berasal dari hisapan atau tekanan negatif dari bahan tanah yang berasal dari kemampuan air utk “adhere” ke partikel tanah dan di pori kapiler.

Air akan tertarik dari area yang tebal lapisan film airnya ke yg tipis, dari zona yang sudut miniski kapilernya kecil ke yang besar, atau dari yg tekanan matrik rendah ke yg tinggi. Bila sepanjang kolum tekanannya sama maka dalam keadaan seimbang tidak akan terjadi aliran air.

Rumus

• K = q Δx/ΔH

• Rata2 negatif head (beda tekanan) =

• -H = ψ = -1/2(H1+H2)

Persamaan untuk aliran di tanah tidak jenuh oleh Richards (1931):

• Konduktifitas (aliran air) merupakan fungsi tinggi tekanan atau hisapan matrik tanah yaitu K = K(ψ) sehingga

q = -K(ψ) ΔH, ΔH merupakan beda tekanan hidraulik yang merupakan komponen hisapan dan gravitasi atau bila dihubungkan dengan kadar air (volume) maka Miller and Miller, 1956 menulis hukum D’arcy menjadi

q = -K(θ) ΔH, Tetapi tetap saja kedua rumus tsb akan dibatasi

oleh adanya histerisis.

Hidrolik Difusi menurut Hukum Fick atau difusifitas (D) adalah sbb:

q = -D(θ)Vθ atau bila ingin di tulis persatuan jarak maka :

q = -D(θ)dθ/dx

Q = jumlah air hidraulik,

D = nilai difusi, setiap bahan tanah akan mempunyai nilai difusi berbeda.

dθ = beda kadar air (volume)

Dx = beda jarak

Pengukuran hidrolik konduktifiti di lapangan :

• Metoda 1: Sprinkling Infiltration (Hillel, 66 dsb)

Luas tanah sekitar 1 m2 kemudian di sekeliling tanah sampai kedalaman yang diukur, lalu air dari sprinkler di semburkan seseragam mungkin,

Kemudian di ukur kadar air (volume) pada kedalaman yang diukur

Metode ke 2 : Mengukur infiltrasi melalui lapisan sangat padat (Hillel and Gardner,

1970• Bila ssuatu tanah lapisan atasnya sangat

padat (tertutup) lapisan keras maka infiltrasi yang terjadi akan sama dengan hidraulik di tanah tsb, sehingga pengukuran infiltrasi dapat digunakan untuk mengukur K tanah,

• Tetapi metoda ini tidak dapat digunaka untuk pengukuran yang lama karena akan terkendala tanah menjadi jenuh.

Metoda ke 3: Drainase internal (dalam tanah)

• Metoda ini harus mengukur kadar air tanah dan hisapan matrik tanah pada keadaan draenase saja sehingga evapotranspirasi harus ditutup dan dilakukan pengukuran secara terus menerus sering

• Jadi perubahan kadar air (ΔW) dari permukaan tanah Z = 0 sampai ke kedalaman Zt dalam waktu dari t1 sampai t2 selama drainase internal tanpa pengaruh evaporasi atau aliran lateral.