PREDIKSI DAN EVALUASI EROSI

1
PREDIKSI DAN EVALUASI EROSI
2
Prediksi erosi

• Laju erosi yang terjadi
• Laju erosi yang ditoleransi

Tindakan konservasi
Laju erosi yang ditoleransi (nilai T) Laju erosi
tidak mungkin nol ? Maksimum laju erosi yang
ditoleransi Satuan mm/tahun atau ton/ha/th
3
Tujuan - Memelihara kedalaman tanah tertentu
agar volume tanah yang ada cukup baik bagi tempat
akar tanaman/tumbuhan untuk tumbuh dengan baik
dan lestari. - Memelihara tempat menyimpan air
dan unsur hara. - Pengendalian kualitas air. -
Pengendalian laju pendangkalan waduk.
4
Beberapa pedoman penetapan nilai T 1. Thompson
(1957) Didasarkan pada sifat tanah dan
substratum (Tabel A). 2. Wischmeier dan Smith
(1978) Nilai T untuk tanah di Amerika 11,21
4,48 ton/ha/tahun. 3. Hudson (1971) Di Afrika
Tanah berpasir dan bersolum dangkal 4 6
ton/ha/th Tanah berlempung, bersolum dalam dan
subur 13 15 ton/ha/th. Di Rhodesia Tanah
berpasir, ringan 8,97 ton/ha/th. Tanah liat,
berat 11,21 ton/ha/th. 4. Hardjowigeno(1987) T
maksimum tanah di Indonesia adalah 2,5 mm/tahun.
5
(No Transcript)
6

• Selain bisa hilang, tanah juga mengalami
  pembentukan.
• Pembentukan tanah dipengaruhi oleh (Tabel B)
• Masa tumbuh jumlah hari dalam 1 tahun yang
  curah hujannya gt setengah evapotranspirasi.
• Temperatur daerah
• Curah hujan

7
Metode Penetapan Nilai T
(1) Hammer (1981) Konsep kedalaman ekuivalen
dan umur guna. Kedalaman ekuivalen
kedalaman tanah yang setelah mengalami erosi
produktivitasnya berkurang 60 dari produktivitas
tanah yang tidak tererosi. Melibatkan faktor
kedalaman tanah (Tabel C). Kedalaman efektif
tanah kedalaman tanah sampai suatu lapisan
(horizon) yang menghambat pertumbuhan akar
tanaman. Kedalaman ekuivalen nilai faktor
kedalaman tanah x kedalaman efektif
8
(No Transcript)
9
Contoh soal Suatu tanah mempunyai kedalaman
efektif (hasil survey) 1250 mm sub ordernya
Undult, umur guna 400 tahun (jangka waktu yang
cukup untuk memelihara kelestarian tanah). Maka
Nilai faktor kedalaman tanah 0,8 Kedalaman
ekuivalen 1250 mm x 0,8 1000 mm Besarnya
erosi yang masih dapat dibiarkan (T) 1000 mm /
400 th 2,5 mm/th Jika berat volume tanah 1,2
g/cc, maka nilai T tanah ini 2,5 x 1,2 x 10
30 ton/ha/th
10
(2) Thompson (1957)
Memberikan pedoman penetapan nilai T untuk
tanah-tanah di Indonesia (Tabel D). Dalam
penentuan besarnya erosi yang dapat di toleransi,
pada suatu tanah di DAS maka harus
dipertimbangkan adanya ancaman pengendapan. Jika
ancaman pengendapan tinggi, maka nilai T dapat
diturunkan menjadi lebih kecil.
11
METODE PREDIKSI EROSI
(1) PENDEKATAN KOTAK HITAM Meliputi Penyesuaian
masukan (curah hujan) dan keluaran
(sedimen) Persamaan Qs a Qw b Dimana Qs
banyaknya tanah yang terangkut Qw banyaknya
aliran permukaan a konstanta, indeks
kehebatan erosi, gt 7.10-4 ? kehilangan
tanah berat lt 3.10-4 ? laju erosi tanah
rendah b konstanta, 2,0 3,0 Catatan Nilai a
dan b berubah-ubah untuk daerah yang
berbeda Kelemahan model tidak ada keterangan
tentang bagaimana erosi terjadi.
12
(2) MODEL KOTAK KELABU
(a) Model Kotak Kelabu untuk DAS
Pengukuran erosi dilakukan di tempat keluarnya
sedimen yang kemudian terbawa air dari DAS
tersebut untuk satu kejadian hujan. Diperkenalkan
oleh Walling (1974) Kelemahan Peubah dalam model
ini saling berkorelasi sehingga tidak dapat
ditemukan peubah mana yang paling penting. Meski
secara statistik mempunyai nilai penjelasan
tinggi, namun secara konseptual, tidak.
13
Rumus Walling (1974) Log Qs -1,1402
0,0524DUR 0,7764Log Qw 1,3735 Log Qq
0,09892Log QQ 0,4961Log Qap 0,2693DY
Dimana Qs Hasil sedimen (kg) DUR Waktu
hujan (jam) Qw Laju puncak aliran
(liter/detik) Qq Laju puncak aliran di atas
permukaan tanah (liter/detik) QQ Jumlah aliran
di atas permukaan tanah (mm) Qap Laju aliran
sungai sebelum hidrograf naik (liter/detik) DY
Jumlah hari dari satu tahun, dinyatakan Sin
2?d/365. d hari dihitung mulai 1 januari.
14
Rumus Douglas (1967) dimana Qs kandungan
sedimen sungai rata-rata tahunan (m3/km2) PE
curah hujan efektif (mm) Rumus ini lebih bisa
bersifat universal karena pembilang menyatakan
pengaruh keluaran erosi (curah hujan) sedang
penyebut merupakan usaha untuk memperhitungakan
pengaruh perlindungan tanaman penutup.
15
Rumus Douglas (1968) Log SS -8,73 3,81Log QWA
1,54 Log R/L 4,82 Log DD Dimana SS Hasil
sedimen tersuspensi (m3/km2) QWA aliran
permukaan (sungai) rata-rata tahunan (mm) R/L
nisbah relief terhadap panjang DAS
(feet/mil) DD kerapatan drainase (feet/mil2)
jumlah panjang sungai (tetap tersendat)
dibagi luas DAS. Kelemahan persamaan ini tidak
dapat diekstrapolasikan di luar jangkauan
datanya.
16
Rumus Fournier (1960) Loq DS 2,65 Log p2/P
0,46 Log H2/S 1,56 Dimana DS sedimen yang
tersuspensi (ton/km2/tahun) H relief rata-rata
DAS atau perbedaan altitude rata-rata dengan
altitude minimal (m) S Luas DAS (km2) p Curah
hujan bulanan tertinggi rata-rata (mm) P Curah
hujan tahunan rata-rata (mm)
17
(b) Model Kotak Kelabu untuk bidang tanah
Dikembangkan oleh Weischmeier Smith (1978).
Biasa disebut The Universal Soil Loss Equation
(USLE) Kelebihan - mampu membuat prediksi
rata-rata erosi jangka panjang - bisa
dimanfaatkan untuk tempat-tempat atau bangunan
dan penggunaan bukan pertanian. Kelemahan -
tidak dapat memprediksi pengendapan - tidak
memperhitungkan sedimentasi dari erosi parit,
tebing sungai dan dasar sungai.
18
Persamaan umum A R . K . L . S . C .
P Dimana A Banyaknya tanah yang tererosi
(ton/ha/th) R Indeks erosivitas hujan
K Faktor erodibilitas tanah L Faktor
panjang lereng S Faktor kecuraman
lereng C Faktor vegetasi/penutup
tanah P Faktor tindakan-tindakan khusus
konservasi tanah
19
(3) MODEL KOTAK PUTIH
Sampai saat ini model ini belum dipergunakan
secara operasional. Masukan Curah hujan, aliran
air di permukaan tanah, dan aliran dalam
saluran. Keluaran Sedimen yang terangkut oleh
aliran air di atas permukaan tanah dan sedimen
yang terangkut dari alur, parit dan saluran.
20
(4) MODEL DETERMINISTIK
Berlaku persamaan kontinyuitas yang mengasumsi
erosi sebagai suatu proses dinamik Masukan
Keluaran Kehilangan atau penambahan material
Pelaksanaan model dalam skema tersebut
menggunakan empat persamaan yang menggambarkan
(1) Pelepasan butir-butir tanah oleh curah hujan
(detachment by rainfall DR) DR k1 A
I2 Dmn A luas areal I intensitas hujan
(inci/jam) k1 konstanta yang besarnya
dipengaruhi oleh sifat tanah
21
(2) Pelepasan butir-butir tanah oleh aliran
permukaan (detachment by runoff DF) DF k2 A
½ (Ss2/3 Qs2/3 Se2/3 Qe2/3) Dimana k2
konstanta yang dipengaruhi sifat tanah Ss
kecuraman lereng di pangkal segmen () Qs laju
aliran permukaan di pangkal segmen Se
kecuraman lereng di ujung bawah segmen Qe laju
aliran di ujung bawah segmen
22
(3) Kapasitas angkut curah hujan (TR) TR k3
S I Dimana k3 konstanta yang dipengaruhi
oleh sifat tanah S kecuraman lereng I
intensitas hujan
23
(4) Kapasitas angkut aliran permukaan (TF) TF
k4 S5/3 Q5/3 Dimana k4 konstanta yang
dipengaruhi sifat tanah S kecuraman
lereng Q laju aliran permukaan Untuk setiap
segmen tanah Tanah yang tersedia untuk erosi
Bagian tanah yang terlepas oleh curah hujan dan
aliran permukaan (DR DF) material yang
terbawa. Kemudian dibandingkan dengan kapasitas
angkut di ujung bagian (TRTF). Jika (DR DF) lt
(TRTF) ? jumlah tanah yang tersedia adl faktor
pembatas Jika (TRTF) lt (DR DF) ? pengangkutan
adl faktor pembatas, beban sedimen
kapasitas angkut
24
(5) CREAMS (Chemical, Runoff, and Erosion from
Agricultural Management Systems) - Knisel (1980)
Pada dasarnya memuat tiga kelompok model (1)
Model hidrologi, (2) Model sedimen, (3) Model
unsur hara dan pestisida
Syarat Dipergunakan untuk skala bidang tanah
dalam satu satuan pengelolaan dengan penggunaan
tanah yang sama, tanah yang homogen, curah hujan
yang sama dan tindakan pengelolaan yang sama.
Konsep dasar Hasil sedimen adalah fungsi
pelepasan butir-butir tanah dan diikuti
pengangkutan butir-butir tanah tersebut.
Kandungan sedimen dibatasi oleh banyaknya sedimen
yang tersedia oleh pelepasan atau kapasitas
transport.
25
Gerakan sedimen ke bagian bawah lereng
mengikuti dimana qs kandungan sedimen per
satuan lebar per satuan waktu x jarak DL laju
aliran masuk lateral sedimen (massa/sat.
luas/sat. waktu) DF pelepasan/pengendapan oleh
aliran (massa/sat. luas/sat. waktu)
26
Laju pengendapan D ? (Tc - qs) dimana D
laju pengendapan (massa/sat.luas/sat. waktu) ?
koefisien reaksi (/panjang) Tc kapasitas angkut
(massa/sat. lebar/sat. waktu)
Koefisien reaksi dimana Π 0,5 untuk
aliran permukaan dan 1,0 untuk aliran dalam
alur Vs kecepatan jatuh (mengendap) butir-butir
tanah qLx qw volume aliran per satuan lebar
(volume/sat. lebar/sat. waktu)
27

• Ada 4 kemungkinan pengendapan/pelepasan yang
  terjadi
• Pengendapan terjadi di atas seluruh segmen
• Pelepasan oleh aliran di ujung bagian atas segmen
  dan pengendapan di ujung bagian bawah
• Pengendapan di ujung bagian atas segmen dan
  pelepasan oleh aliran di ujung bawah
• Pelepasan oleh aliran di sepanjang segmen