Mekanika Tanah
Sejarah terjadinya tanah, pada mulanya bumi berupa bola magma cair
yang sangat panas. Karena pendinginan, permukaannya membeku maka terjadi batuan
beku. Karena proses fisika (panas, ding in, membeku dan mencair) batuan
tersebut hancur menjadi butiran-butiran tanah (sifat-sifatnya tetap seperti
batu aslinya : pasir, kerikil, dan lanau.) Oleh proses kimia (hidrasi, oksidasi)
batuan menjadi lapuk sehingga menjadi tanah dengan sifat berubah dari batu
aslinya.
Disini dikenal Transported Soil: adalah tanah yang lokasinya pindah
dari tempat terjadinya yang disebabkan oleh Miran air, angin, dan es dan
Residual Soil adalah tanah yang tidak pindah dari tempat terjadinya. Oleh
proses alam, proses perubahan dapat bermacam-macam dan berulang. Batu menjadi
tanah karena pelapukan dan penghancuran, dan tanah bisa menjadi batu karena
proses pemadatan, sementasi. Batu bisa menjadi batu jenis lain karena panas,
tekanan, dan larutan.
Tanah adalah campuran butir-butir dari berbagai ukuran dan bahwa
ada hubungan yang erat antara penyebaran besar butir dan sifat tanah. Para ahli
menyatakan berat tanah dalam istilah kerapatan butir-butir yang menyusun tanah.
Biasanya ditetapkan sebagai massa atau berat satuan solum tanah padat dan
disebut kerapatan butir. Dalam sistem metrik kerapatan butir biasanya
dinyatakan dengan istilah gram persentimeter kubik. Jadi, satu sentimeter kubik
tanah padat beratnya 2,6 gram kerapatan butir ialah 2,6 gram persentimeter
kubik.
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat
(butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasikan (terikat secara
kimia) satu sama lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang
berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong
di antara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berasal dari pelapukan batuan
dengan bantuan organisme, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses
pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis. Dua cara yang umum digunakan
untuk mendapat distribusi ukuran partikel-partikel tanah, yaitu: analisisi
ayakan dan analisis hidrometer.
Mekanika tanah adalah suatu cabang dari ilmu teknik yang
mempelajari perilaku tanah dan sifatnya yang diakibatkan oleh tegangan dan
regangan yang disebabkan oleh gaya-gaya yang bekerja. Sehingga kita dapat
memahami pergerakkan yang terjadi di dalam tanah. Ilmu mekanika tanah ini
sebenarnya dipelajari di dalam teknik sipil, sebab erat kaitannya dengan
pondasi bangunan yang kokoh. Namun, pemahaman mekanika tanah ini juga dapat
membantu di dalam bidang pertanian. sebab, pengolahan tanah yang erat kaitannya
dengan bercocok tanam pun merupakan rekayasa mekanik tanah. Sifat mekanik ini
berpengaruh besar dalam kegiatan bercocok tanam.
Salah satu pokok perhatian dalam mekanika tanah adalah kadar air.
Dan untuk memisahkan antara tanah dan air, di gunakan uji kadar air untuk
menghilangkan airnya. Kadar air dinyatakan dalam persen volume yaitu presentase
volume air terhadap volume tanah. sentuhan dan perhatian kita. Tanah merupakan
tubuh alam dimana tumbuhan dapat hidup. Manusia menikmati dan menggunakan
tumbuhan karena manfaatnya untuk dimakan oleh manusia dan makhluk hidup
lainnya. Selain itu juga menjadi sumber bahan makanan, pakaian dan bangunan,
serta tumbuhan juga dapat memberikan keindahan bagi manusia. Maka dari itulah
kualitas tanah dan jenisnya sangat menentukan kualitas dari tumbuhan yang
tumbuh di atasnya dan juga hewan yang berada di atas tanah itu.
Kadar
air tanah berperan dalam proses pembentukan tanah, yaitu pelarut yang dapat
mempercepat reaksi dalam tanah. Air tanah juga berfungsi sebagai pelarut unsur
hara dalam tanah. Kadar air tanah dapat dinyatakan dengan bermacam-maacam cara,
yaitu perbandingan berat air tanah terhadap berat basah, perbandingan berat air
tanah kering dan perbandingan volume air terhadap volume tanah. Koefisien air
tanah merupakan koefisien yang menunjukan potensi ketersediaan air tanah untuk
mensuplai kebutuhan tanaman, terdiri dari: 1) jenuh atau retensi maksimum; 2)
kapasitas lapangan; 3) koefisien layu; 4) koefisien higroskopis (Kemas Ali
Hanafiah, 2004). Air tanah juga mengandung garam-garam yang terlarut. Larutan
ini penting sebagai medium yang menyerap unsur hara.
Hubungan Mekanika Tanah dengan Pertanian
Pengetahuan mekanika tanah dalam kegiatan pertanian perlu
adanya untuk perhitungan yang memperhatikan besarnya gaya luar yang dapat
diberikan agar tanah yang diolah tidak mengalami kerusakan secara fisik.
Sehingga pengolahan tanah tersebut dapat memberikan kondisi tanah yang cocok
bagi pertumbuhan tanaman, bukan sebaliknya menghambat pertumbuhan dengan adanya
pemadatan akibat pengolahan tanah. Selain itu manfaat lain dengan mengetahui
kondisi ketahanan tanah ini dapat memperhitungkan alat pengolahan tanah yang
tepat, misalnya dengan adanya pengetahuan mengenai ketahan tanah tersebut
dapat menentukan penggunaan traktor dengan daya yang pas. Sehingga dapat
terciptanya efektifitas dan efisiensi penglohan tanah.
Tanah pada dasarnya bergerak, tidak diam. Sehingga ada yang
namanya kekuatan geser tanah. Kekuatan geser suatu massa tanah merupakan
perlawanan internal tanah tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau
pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah yang dimaksud. Untuk menganalisis
masalah stabilitas tanah seperti daya dukung, stabilitas talud (lereng), dan
tekanan tanah ke samping pada turap maupun tembok penahan tanah, mula-mula kita
harus mengetahui sifat-sifat ketahanan pergeseran tanah tersebut.
Pendekatan secara teoritis untuk menyelesaikan permasalahan
mengenai mekanika tanah pada lahan yang miring adalah dengan menggunakan konsep
yang berlaku umum di mekanika tanah berdasarkan stabilitas massa tanah pada
lereng tak hingga dan konsep berdasarkan hukum kekekalan massa dan kekekalan
momentum. Dari kedua pendekatan tersebut dengan menggunakan parameter-parameter
tanah yaitu rapat massa butir tanah, rapat massa air, angle of repose,
porositas dan koefisien gesek static didapatkan rumusan/persamaan sudut
kemiringan lereng kritis yang sama, meskipun terdapat perbedaan (Capper,1976). Mohr
(1980) mengatakan bahwa keruntuhan terjadi pada suatu material akibat kombinansi
kritis antara tegangan normal dan geser, dan bukan hanya akibat tegangan normal
maksimum atau tegangan geser maksimum saja.
Penggunaan peralatan mekanik dalam kegiatan pengolahan tanah
diantaranya dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat fisik tanah sehingga
memberikan produktifitas yang tinggi terhadap tanaman pertanian. sebab,
pengolahan lahan ini menjadi pondasi penting dalam keberhasilan pertanian.
selain itu, dengan mekanika tanah kita dapat mengetahui kadar air tanah. Kadar
air ini penting sebagai suplai unsur hara tanaman.
Menurut
Supardi (1979), bahwa adanya hubungan terbalik antara kadar air dan hisapan.
Air cenderung mengalir keluar dari tanah basah daripada tanah rendah akan air.
Banyak factor yang mempengaruhi hubungan ini. Semakin dalam lapisan tanah akan
semakin halus tekstur dari tanah, semakin banyak air yang dikandung. Hal ini
dapat terjadi karena tanah bertekstur halus mempunyai bahan koloidal, ruang
pori dan permukaan adsorbtif yang lebih banyak.
Kadar air tanah dinyatakan dalam persen volume yaitu
persentase volume air terhadap volume tanah. Cara penetapan kadar air dapat
dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering ovenkan dalam oven pada suhu
100º C – 110º C untuk waktu tertentu. Air yang hilang karena pengeringan
merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut. Air irigasi yang
memasuki tanah mula-mula menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan
kemudian pori mikro. Jumlah air yang bergerak melalui tanah berkaitan dengan
ukuran pori-pori pada tanah.
Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh
tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih
kecil daripada tanah bertekstur halus. Oleh karena itu, tanaman yang ditanam
pada tanah pasir umumnya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur
lempung atau liat. Kondisi kelebihan air ataupun kekurangan air dapat
mengganggu pertumbuhan tanaman. Ketersediaan air dalam tanah dipengaruhi:
banyaknya curah hujan atau air irigasi, kemampuan tanah menahan air, besarnya
evapotranspirasi (penguapan langsung melalui tanah dan melalui vegetasi),
tingginya muka air tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi atau
kandungan garam-garam, dan kedalaman solum tanah atau lapisan tanah (Madjid,
2010).
Metode
yang digunakan dalam penentuan kadar air tanah yaitu penentauan kadar air tanah
dengan metode gravimetri atau metode volumetri. Metode gravimetri di mulai
dengan di ambilnya contoh tanah di lapang pada lapisan atas dan di akhiri
dengan pengeringan dengan mengurangkan bobot kering oven 105º C.
Gravimetri adalah cara pemeriksaan
jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara
pemeriksaan kimia lannya. Analisis gravimetri merupakan cara analisis
kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstan) nya. Dalam analisis ini,
unsur atau senyawa yang dianalisis dipisahkan dari sejumlah bahan yang
dianalisis.Bagian terbesar dari analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur
atau gugus dari unsur atau senyawa yang dianalisis menjadi senyawa lain yang
murni dan mantap (stabil) sehingga dapat diketahui berat tetapnya. Berat unsur
atau gugus yang dianalisis dihitung dari rumus senyawa serta berat atom
penyusunnya.
Volumetri adalah
metode analisis kuantitatif yang didasarkan pada prinsip
pengukuran volume. Yang harus di cari yaitu
kerapatan isi dan nilai gravimetrinya. Metode ini di gunakan untuk menentukkan
kadar air tanah dalam keadaan kadar air total. Kapasitas lapang dan titik layu
permanen sehingga dapat di ukur air yang tersedia. Sehingga untuk mengetahui
penentuan kadar air tanah maka penting di lakukan percobaan metode gravimetri.
Kelebihan gravimetri dari cara volumetri adalah bahwa penyusun yang dicari
dapat diketahui pengotornya, sehingga bila diperlukan dapat dilakukan
pembentukan. Dan kekurangannya adalah membutuhkan waktu yang cukup lama.
Kajian mekanika tanah memang sangat luas, selain berkaitan
erat dengan bidang teknik sipil, juga berkaitan dengan bidang pertanian.
pengetahuan mekanika tanah membantu kita memahami pengolahan tanah, kadar air
tanah, juga pergeseran dan gerakkan yang terjadi di dalam tanah. Sehingga di
dalam bidang pertanian, mekanika tanah ini akan membantu sekali dalam upaya
optimalisasi pengolahan lahan. Pengolahan lahan yang optimal, akan membuat
hasil pertanian yang optimal pula
Daftar Pustaka
Buckman,
H. O., and Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bharata Karya Aksara : Jakarta.
Hanafiah, Kemas Ali.
2004. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT RajaGrafindo Persada.
Soepardi G. 1979.
Sifat dan Ciri Tanah. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
0 komentar:
Posting Komentar