EROSI DAN KONSERVASI TANAH

PROSES EROSI

Mengapa Erosi terjadi? Ini sangat tergantung pada daya kesetimbangan antara air hujan (atau limpasan) dengan tanah. Air hujan dan runoff befungsi sebagai transport. Jika tenaga yang berlaku pada tanah > daripada resistansi tanah, maka partikel tanah akan terlepas dan terbawa oleh aliran. Upaya pencegahan yang mungkin dilakukan adalah menghindarkan pukulan butir air hujan mengenai langsung tanah.

Iklim Tropika  Air (penyebab utama) Erosi tanah oleh air Dh Dl Th Tl Butir tanah yang lepas Kapasitas angkut air Tanah Tererosi < atau >  

Dh : Penghancuran struktur tanah menjadi butir-butir primer oleh energi tumbukan butir hujan yang menimpa tanah. Dl : Penghancuran struktur tanah Th : Perendaman oleh air yang tergenang (dispersi) dan pemindahan butir tanah oleh percikan hujan Tl : Pengangkutan butir tanah oleh air yang mengalir di permukaan tanah

Butir hujan dengan kecepatan tinggi Butir hujan mengenai tanah yang tidak terlindung Aliran dengan membawa material tanah

Tetesan air hujan Air hujan biasanya berdiameter 2-5 mm. Semakin besar butirannya, semakin cepat jatuhnya. Tetesan paling besar mampu memukul tanah dengan kecepatan 30 km per jam. Saat butiran memukul tanah yang tidak terlindung, terdapat transfer energi secara langsung ke tanah. Energi ini menghancurkan ikatan antar partikel tanah kemudian melemparkan partikel tersebut hingga sejauh 150 mm lebih dari titik pukul.

Runoff Terjadi ketika kecepatan (intensitas) air hujan melebihi kemampuan tanah untuk menyerapnya, maka air akan melimpah di atas permukaan tanah dan mulai mengalir. Jika topografinya relatif datar, maka kecepatan mengalirnya akan rendah tetapi jika kemiringannya besar, maka gravitasi akan menyebabkan aliran bergerak cepat menuruni lahan.

Penggerusan (Scouring) Air yang mengalir di atas tanah mempunyai potensi untuk mengeruk/menggerus material dari permukaan tanah yang dilewatinya. Semakin cepat aliran air semakin besar potensi penggerusannya. Tanah clay loam dapat digerus oleh aliran air dengan kecepatan 800mm/detik lebih sedangkan tanah berpasir akan tergerus pada kecepatan  400mm/detik. Kecepatan dua kali lipatnya akan meningkatkan potensi penggerusan hingga 16 kali.

Transport Aliran air akan membawa partikel tanah yang sudah terlepas. Semakin kecil partikelnya semakin mudah terbawa. Peningkatan kecepatan aliran hingga dua kali lipat akan meningkatkan kapasitas transport hingga 32 kali.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI E =  (i, r, v, t, m) E = Erosi i = iklim t = sifat tanah v = vegetasi r = topografi m = manusia

IKLIM Kekuatan dispersi Hujan : Besarnya curah hujan Jumlah dan kecepatan aliran permukaan Kerusakan erosi Hujan : Besarnya curah hujan Intensitas Distribusi hujan Besarnya curah hujan: volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Satuan m3/m2 atau biasanya dalam tinggi air (mm). Intensitas curah hujan: besarnya curah hujan yang jatuh dalam waktu singkat (5, 10, 15 atau 30 menit). Satuan mm/jam

Intensitas hujan (mm/jam) Indonesia Kohnke dan Bertrand (1959) Intensitas (mm/jam) Klasifikasi 0 – 5 Sangat rendah 6 – 10 Rendah 11 – 25 Sedang 26 – 50 Agak tinggi 51 – 75 Tinggi > 75 Sangat tinggi Intensitas hujan (mm/jam) Klasifikasi < 6,25 Rendah (gerimis) 6,25 – 12,5 Sedang 12,5 – 50 Lebat > 50 Sangat lebat

Hujan Lebih Intensitas hujan terhadap aliran permukaan Belum tentu intensitas hujan tinggi  timbul aliran permukaan Ada pengaruh waktu/lama hujan Hujan Lebih Hujan lebih Lamanya < 1 jam  jika jumlah air yang jatuh > 20 mm Lamanya > 1 jam, berlaku rumus: (U.S. Weather Bureau) T = Lamanya hujan (menit)

Intensitas hujan (mm/jam) Diameter median butir-butir (mm) Butir-butir hujan Hubungan Intensitas dengan Diameter (Laws and Parson, 1944) Ukuran butir: Diameter 1- 4 mm, Tropis (rata-rata 4 mm). Max 7 mm Ukuran butir hujan di tropis > di daerah beriklim sedang. Ada korelasi antara ukuran butir hujan dengan intensitas (Tabel) Intensitas hujan (mm/jam) Diameter median butir-butir (mm) 0,25 0,75 – 1,00 1,25 1,00 – 1,25 2,5 1,25 – 1,50 12,5 1,75 – 2,00 25 2,00 – 2,25 50 2,25 – 2,50 100 2,75 – 3,00 150 3,00 – 3,25

Kecepatan jatuh butir-butir hujan Dipengaruhi oleh: Gravitasi, Tahanan udara, dan Angin Gravitasi bekerja secara seragam terhadap semua butir dari berbagai ukuran, tetapi Tahanan udara per satuan massa air semakin besar dengan semakin kecilnya butir. Butir makin kecil, makin besar permukaan jenisnya. Pemukaan jenis: luas permukaan per satuan massa. Laju kecepatan jatuh semakin  dengan semakin besarnya butir.

Kecepatan jatuh (m/dt) Butir hujan yang kecil, permukaannya hampir menyerupai bola sehingga tegangan permukaannya besar. Sedangkan butir besar berbentuk agak gepeng dengan permukaan bawah yang datar sehingga tahanan udara lebih besar dan tegangan permukaannya lemah, akibatnya mudah pecah oleh tekanan udara. Kecepatan jatuh berbagai ukuran butir hujan setelah jatuh 20 meter (Laws, 1941) Ukuran butir (mm) Kecepatan jatuh (m/dt) 1,25 4,85 1,50 5,51 2,00 6,58 3,00 8,06 4,00 8,86 5,00 9,25 6,00 9,30

Energi kinetik hujan dan Indeks Erosivitas Hujan Penyebab pokok dalam penghancuran agregat tanah Interaksi energi-intensitas / Indeks Erosivitas Hujan (EI30) (Weiscmeier dan Smith, 1958): Energi kinetik hujan: E = 210 + 89 log I E = energi kinetik (metrik ton meter/ha/cm hujan) I = intensitas hujan (cm/jam) Interaksi energi-intensitas: EI30 = E (I30 . 10-2) EI30 = Interaksi energi-intensitas E = energi kinetik (ton m/ha) I30 = intensitas maks.30 menit (cm/jam)

Rumus EI30 tersebut hanya untuk data dari penakar hujan otomatis. Karena terbatas, maka dibuat persamaan lain dengan penakar hujan biasa. Bols (1978) EI30 = 6,119 (RAIN)1,21 (DAYS)-0,47 (MAXP)0,53 EI30 = Indeks erosi hujan bulanan RAIN = CH rata-rata bulanan (cm) DAYS = Jumlah hari hujan rata-rata per bulan MAXP = CH maks. selama 24 jam pd bulan ybs. EI30 tahunan = Jumlah EI30 bulanan Lenvain (1975) EI30 = 2,34 R1,98 R = Curah hujan tahunan

TOPOGRAFI KEMIRINGAN LERENG Dinyatakan dalam derajat atau persen Kecuraman lereng 100% = 45 

Hubungan kemiringan lereng dengan erosi Untuk kemiringan > 8% (Zing,1940) X = C Sm X = berat tanah tererosi S = kemiringan lereng m = konstanta lereng Untuk kemiringan < 8% (Woodruff and Whitt, 1942) E = a + b S1,49 E = besarnya erosi a dan b = konstanta S = kemiringan lereng (%)

PANJANG LERENG Dihitung mulai dari titik pangkal aliran permukaan sampai suatu titik dimana air masuk ke saluran atau sungai atau dimana kecepatan aliran berubah. Kecepatan di bagian bawah lebih tinggi sehingga lebih banyak yang tererosi. Jika panjang lereng 2 kali lipat, maka erosi total menjadi 2 kali lipat, tetapi erosi per satuan luas sama.

KONFIGURASI LERENG Cembung: sheet erosion dan Cekung: erosi alur atau parit KESERAGAMAN LERENG Kecuraman lereng tidak selalu seragam. Aliran permukaan dan erosi lebih kecilpada lereng yang tidak seragam ARAH LERENG Tanah berlereng yang terkena sinar matahasi secara langsung dan intensif, kandungan bahan organiknya lebih rendah dan tanah lebih mudah terdispersi.

TERIMA KASIH