Hydrolik Bench

HYDROLIC BENCH

A. Saluran Terbuka

Hidrolika adalah bagian dari hidromekanika (hydro mechanics) yang berhubungan dengan gerak air. Ditinjau dari mekanika aliran terdapat dua macam aliran yaitu aliran saluran terbuka dan aliran saluran tertutup. Dua macam aliran tersebut dalam banyak hal memiliki kesamaan, tetapi berbeda dalam suatu ketentuan penting. Pada aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas, sedangkan pada aliran tertutup tidak mempunyai permukaan yang bebas Karen luas penampang saluran terisi air seluruhnya.

Dengan demikian aliran saluran terbuka mempunyai permukaan yang berhubungan dengan atmosfer, sedangkan saluran tertutup tidak memiliki hubungan langsung dengan tekanan atmosfer.

     Saluran terbuka adalah saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas. Pada semua titik di sepanjang saluran, tekanan di permukaan air adalah sama, yang biasanya adalah tekanan atmosfir. Pengaliran melalui suatu pipa (saluran tertutup) yang tidak penuh (masih ada muka air bebas) masih termasuk aliran melalui saluran terbuka. Oleh karena aliran melalui saluran terbuka harus mempunyai muka bebas, maka aliran ini biasanya berhubungan dengan zat cair dan umumnya adalah air.

    Apabila saluran terbuka terhadap atmosfer, seperti sungai, kanal, gorong-gorong, maka alirannya disebut aliran saluran terbuka (open channel flow) atau aliran permukaan bebas (free surface flow). Apabila aliran mempunyai penampang penuh seperti aliran melalui suatu pipa, disebut aliran saluran tertutup atau aliran penuh (full flow).

            Tipe aliran saluran terbuka menurut Triatmodjo (1996:104) adalah turbulen,karena kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran melalui saluranterbuka akan turbulen apabila angka Reynolds Re > 1.000, dan laminer apabila  Re<500. Aliran melalui saluran terbuka dianggap seragam (uniform) apabila berbagaivariabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan, dan debit pada setiaptampang saluran terbuka adalah konstan.

Aliran melalui saluran terbuka disebut tidak seragam atau berubah (non uniform flowatau varied flow), apabila variabel aliranseperti kedalaman, tampang basah, kecepatan di sepanjang saluran tidak konstan.Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang pendek maka disebut aliran berubahcepat, sedang apabila terjadi pada jarak yang panjang disebut aliran berubah tidak  beraturan. Aliran disebut mantap apabila variabel aliran di suatu titik sepertikedalaman dan kecepatan tidak berubah terhadap waktu, dan apabila berubahterhadap waktu disebut aliran tidak mantap. Selain itu aliran melalui saluran terbuka juga dapat dibedakan menjadi aliran sub kritis (mengalir) jikaFr <1, dan super kritis(meluncur) jika Fr >1. Di antara kedua tipe tersebut aliran adalah kritis  ( Fr = 1).Klasifikasi aliran menurut Chow (1996) dalam Gunawan (2006:9) dapatdigolongkan sebagai berikut :

B. Debit Aliran

Debit aliran adalah volume air yang mengalir melalui suatu penampang tiap satuan waktu, simbol/notasi yang digunakan adalah Q. Kecepatan aliran (V) dari suatu penampang aliran tidak sama diseluruh penampang aliran, tetapi bervariasi menurut tempatnya. Apabila cairan bersentuhan dengan batasnya (didasar dan dinding saluran) kecepatan alirannya adalah nol. Hal ini seringkali membuat kompleksnya analisis, oleh karena itu untuk keperluan praktis biasanya digunakan harga rata-rata dari kecepatan di suatu penampang aliran

Definisi debit adalah besaran yang menunjukkan volume fluida atau cairan (m³ yang mengalir melalui suatu penampang per satuan waktu (sekon). Untuk fluida atau cairan tidak kompresibel, debit dinyatakan sebagai hasil kali antara laju aliran dengan luas penampang dan dapat dirumuskan sebagai berikut

Q = A.V

Keterangannya adalah
A : Luas Penampang (m²)
V : Laju aliran fluida atau cairan (m/s)
Q : debit (m3 / s)

C. Kriteria Aliran

          Aliran tetap (steady flow) merupakan salah satu jenis aliran; kata “tetap” menunjukkan bahwa di seluruh analisis aliran diambil asumsi bahwa debit alirannya tetap. Apabila aliran melalui saluran prismatis maka kecepatan aliran V juga tetap, atau kecepatan aliran tidak berubah menurut waktu.

Sebaliknya apabila kecepatan aliran berubah menurut waktu, aliran disebut aliran tidak tetap (unsteady flow) :

Aliran seragam (uniform flow) merupakan jenis aliran yang lain; kata “seragam” menunjukkan bahwa kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tetap, dalam hal kecepatan aliran tidak tergantung pada tempat atau tidak berubah menurut tempatnya, sebaliknya apabila kecepatan berubah menurut tempat maka aliran disebut aliran tidak seragam (nonuniform flow).

Aliran seragam dan tetap disebut aliran beraturan

Aliran tidak seragam dapat dibagi menjadi :

·         aliran berubah lambat laun (gradually varied flow)

·         aliran berubah dengan cepat (rapidly varied flow)

D. Sifat-sifat Aliran Laminer dan Turbulen

          Aliran laminar adalah suatu tipe aliran yang ditunjukkan oleh gerak partikelpartikel cairan menurut garis-garis arusnya yang halus dan sejajar.

Sebaliknya aliran turbulen tidak mempunyai garisgaris arus yang halus dan sejajar sama sekali.

Karakteristik aliran turbulen ditunjukkan oleh terbentuknya pusaran-pusaran dalam aliran, yang menghasilkan percampuran terus menerus antara partikel partikel cairan di seluruh penampang aliran.

Untuk membedakan aliran apakah turbulen atau laminer, terdapat suatu angka tidak bersatuan yang disebut Angka Reynold (Reynolds Number).

Profil Tanah

I. PENDAHULUAN

1. 1      Latar belakang

Dalam bidang pertanian, tanah memiliki arti yang lebih khusus dan penting  sebagai media tumbuh tanaman darat.  Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa bahan dalam tanah terdapat pula udara dan air yang berasal dari hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain.  Dalam proses pembentukan tanah, selain campuran bahan mineral dan bahan organik terbentuk pula lapisan-lapisan tanah yang disebut horizon.  Dengan demikian tanah (dalam arti pertanian) dapat didefenisikan sebagai kumpulan benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horizon-horizon, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara, dan merupakan media tumbuhnya tanaman.

Secara umum tanah dapat dipelajari dengan pendekatan pedologi dan pendekatan edaphologi.   Ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah beserta faktor-faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survai tanah, dan cara-cara pengamatan tanah di lapang disebut “Pedologi”. Dalam hal ini tanah dipandang sebagai suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuhan tanaman.  Walaupun demikian penemuan-penemuan dalam bidang pedologi akan sangat bermanfaat pula dalam bidang pertanian maupun non pertanian misalnya pembuatan bangunan (teknik sipil).

Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan percobaan tentang profil tanah sebab sifat-sifat profil tanah dalam setiap lapisan berbeda yaitu terdiri dari tekstur, warna, struktur, konsistensi, kerapatan ketebalan horizon, dan kedalaman solum.

1.2       Tujuan dan Kegunaan

Tujuan dari pengamatan profil tanah yaitu untuk mengetahui sifat-sifat fisik, kimia, dan biologi pada tanah Alfisol serta faktor-faktor yang mempengaruhinya.

Kegunaannya adalah sebagai bahan acuan dalam pelaksanaan analisa sampel tanah di laboraturium dan sebagai bahan informasi dalam penggunaan suatu lahan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Tanah

 Tanah adalah salah satu sistem bumi yang bersama dengan sistem bumi yang lain, yaitu air alami dan atmosfer menjadi inti fungsi, perubahan dan kemantapan oksigen. Tanah merupakan hasil pengalihragaman bahan mineral dan organik yang berlangsung di muka daratan bumi di bawah pengaruh faktor-faktor lingkungan yang bekerja selama waktu sangat panjang dan berwujud sebagai suatu tubuh dengan organisasi dan morfologi. (Mochtar, 1998).

Menurut ilmu geologi, tanah merupakan hasil pelapukan dari batuan. Kalau begitu, sejatinya semua tanah yang terdapat di bumi ini tadinya adalah batuan yang kemudian mengalami pelapukan. (Anonim I, 2011)

Tanah adalah lapisan nisbi tipis pada permukaan kulit. Tanah bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain, karena keaneka ragaman ini, maka tanah dapat dipandang sebagai kumpulan individu-individu tanah. Pementukan tanah dari bongkahan bum mulai dari proses-proses pemecahan atau penghancura dimana bahan induk berkeping-keping secara halus . Tiap tanah berkembang secara baik dan masih dalam  keadaan asli akan mempunyai sifat profil yang khas. Sifat-sifat ini yang dipakai dalam klasifikasi dan penjarangan tanah yang sangat besar manfatnya dalam menentukan pendapat tentang tanah dan sifat-sifat profil.

Tanah begitu berarti bagi manusia sebagai sumber penghidupan manusia sehingga munculah istilah Soil Science atau ilmu tanah yaitu ilmu yang berhubungan dengan tanah sebagai sumber penghidupan pada permukaan bumi yang mencakup pembentukan tanah serta klasifikasi dan pemetaan berdasarkan sifat-sifat fisika, kimia hayati dan kesuburan tanah dimana sifat-sifat ini berkaitan dengan pengolahan bagi produksi tanaman. (Anonim II, 2011)

2.2       Profil Tanah

Profil tanah merupakan suatu irisan melintang pada tubuh tanah, dibuat dengan cara membuat lubang dengan ukuran panjang dan lebar serta kedalaman tertentu sesuai dengan keadaan tanah dan keperluan penelitian. Tanah merupakan tubuh alam yang terbentuk dan berkembang akibat terkena gaya-gaya alam (natural forces) terhadap proses pembentukan mineral. Pembentukan dan pelapukan bahan-bahan organik pertukaran ion-ion, pergerakan dan pencucian bahan-bahan koloid. (Anonim II, 2011)

Tanah yang telah mengalami perkembangan lanjut akan memiliki horisonisasi yang lengkap, yaitu terdiri dari: (1) horison O, (2) horison A, (3) horison Eluviasi, (4) horison B, (5) lapisan C, dan (6) bahan induk tanah (R). (Anonim III, 2011)

Pengertian dari beberapa istilah penamaan horison dalam profil tanah
adalah sebagai berikut:

1.   Horison O adalah horison tanah yang tersusun dari serasah atau sisa-sisa tanaman (Oi) dan bahan organik tanah (BOT) hasil dekomposisi serasah (Oa),

2.   Horison A adalah horison yang tersusun dari bahan mineral berkandungan bahan organik tinggi sehingga berwarna agak gelap.

3.   Lapisan Eluviasi atau Horison Eluviasi adalah horison yang telah mengalami proses eluviasi (pencucian) sangat intensif sehingga kadar bahan organik tanah, liat silikat, Fe dan Al rendah tetapi kada pasir dan debu kuarsa (seskuoksida) serta mineral resisten lainnya tinggi, sehingga berwarna agak terang.

4.   Horison B adalah horison illuvial atau horison pengendapan sehingga terjadi akumulasi dari bahan-bahan yang tercuci dari horison diatasnya.

5.   Horison C adalah lapisan tanah yang bahan penyusunnya masih serupa dengan batuan induk (R) atau belum terjadi perubahan.

6.   Batuan induk tanah (R) merupakan bagian terdalam dari tanah dan masih berupa batuan. Lapisan tanah atas (top soil) terdiri dari: (1) horison O, dan (2) horison A. Lapisan tanah bawah (sub soil) terdiri dari: (1) horison E, dan (2) horison B. Solum tanah meliputi: (1) lapisan tanah atas, dan (2) lapisan tanah bawah.

Batas peralihan horison pada profil tanah terlihat secara visual dalam beberapa kategori, yaitu:

1.   Batas horison dikategorikan nyata apabila peralihan kurang dari 2,5 cm,

2.   Batas horison dikategorikan jelas apabila peralihan terjadi dengan jarak berkisar antara 2,5 cm sampai 6,5 cm,

3.   Batas horison dikategorikan berangsur apabila peralihan terjadi dengan jarak berkisar antara 6,5 cm sampai 12,5 cm, dan

4.   Batas horison dikategorikan baur apabila peralihan terjadi dengan jarak lebih dari 12,5 cm.

Bentuk topografi dari batas harison dalam profil tanah yang terlihat secara visual dibagi dalam 4 kategori, yaitu:

1.   Bentuk topografi datar

2.   Berombak

3.   Tidak teratur, dan

4.   Terputus.

Kegunaan Profil Tanah adalah sebagai berikut :

1.   Mengetahui kedalaman lapisan olah tanah (top soil), lapisan dalam tanah (sub soil) dan solum tanah, sehingga membantu dalam menetapkan jenis tanaman yang sesuai untuk ditanam pada tanah tersebut. Tanah dengan kedalaman lapisan olah berkisar 20 cm sesuai untuk ditanaman tanaman padi, kedelai, kacang tanah dan jagung, tetapi tidak sesuai untuk ditanaman dengan tanaman perkebunan yang berakar dalam. Begitu juga sebaliknya.

2.   Kelengkapan atau differensiasi horison-horison pada profil yang mencirikan tingkat perkembangan tanah dan umur tanah.

3.   Warna tanah yang menunjukkan kondisi aerob (warna terang) atau anaerob (berwarna kelabu) dan tngginya kadar kadungan bahan organik tanah (berwarna hitam/gelap), sehingga diketahui tingkat kesuburan tanah. (Anonim III, 2011)

2.3 Tanah Alfisol

Tanah Alfisol adalah tanah mineral yang mempunyai epipedon ochric, horizon argilik, dan mengikat air pada potensi kurang dari -15 bar untuk paling sedikit 3  bulan bila tanah cukup hagat untuk tanaman-tanaman yang tumbuh di luar rumah. Alfisol mempunyai rata-rata temperature tanah tahunan kuran dari 8 derajat celcius atau kejenuhan basanya 35% atay lebih ada bagian yang lebih bawah dari horizon argilik, bila diukur pada pH 8,2 (Foth, 1991).

Alfisol mempunyai urutan ketiga di dunia. Tanah ini mempunyai musim kering tertentu dan apabila diolah, merupakan objek erosi yang serius akibat intensitas hujan lebat pada musim hujan. Tanah Alfisol pada umumnya digunakan sebagai lahan pertanian yaitu pembibitan sapid an pertanian campuran (Forth, 1991).

Tanah alfisol yang menhasilkan horizon Bt mempunyai tipe struktur balok agak persegi. Struktur balok yang agaak persegi yaitu pednya seperti balok yang diikat oleh ped lainnya yang sisi-sisinya bulat agak persegi yang membentuk tolakan ped (Forth, 1991).

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah alfisol adalah :

1.                          Iklim

2.                          Pengaruh curah hujan

3.                          Pengaruh temperatur

4.                          Bahan induk

5.                          Topografi/ Relief

6.                          Waktu