Pengendalian Sedimen dan Erosi Prediksi Erosi Lahan dan Yil (Yield) Sedimen

Erosi merupakan proses alamiah yang tidak bisa dihilangkan sama sekali. Tindakan yang dapat dilakukan adalah mengusahakan supaya erosi yang terjadi masih di bawah ambang batas maksimum (soil loss tolerance), yaitu besarnya erosi yang tidak melebihi laju pembentukan tanah.

Metode Prediksi Erosi dan Yil Sedimen Metode USLE (Universal Soil Loss Equation) Metode Modifikasi USLE (MUSLE)

Universal Soil Loss Equation (USLE) USLE memungkinkan perencana memprediksi laju erosi rata-rata lahan tertentu pada suatu kemiringan dengan pola hujan tertentu untuk setiap macam jenis tanah dan penerapan pengelolaan lahan.

USLE dirancang untuk memprediksi erosi jangka panjang dari erosi lembar (sheet erosion) dan erosi alur dibawah kondisi tertentu. USLE dapat memprediksi erosi pada lahan-lahan non pertanian, tapi tidak dapat memprediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai dan dasar sungai.

Dimana: A = banyaknya tanah tererosi per satuan luas per satuan waktu (ton/ha/tahun) R = faktor erosivitas hujan dan aliran permukaan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan, yang merupakan perkalian antara energi hujan total (E) dan intensitas hujan maksimum 30 menit (I30), tahunan (KJ/ha) K = faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per indeks erosi hujan (R) untuk suatu tanah yang diperoleh dari petak percobaan yang panjangnya 22,13 m dengan kemiringan seragam sebesar 9% tanpa tanaman (ton/KJ) LS = faktor panjang – kemiringan lereng, yaitu perbandingan antara besarnya erosi dari tanah dengan suatu panjang lereng tertentu terhadap erosi dari tanah dengan panjang lereng 22,1 m di bawah keadaan yang identik C = faktor tanaman penutup lahan dan manajemen tanaman, yaitu perbandingan antara besarnya erosi dari suatu bidang tanah dengan vegetasi penutup dan pengelolaan tanaman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik tanpa tanaman P = faktor tindakan konservasi praktis, yaitu perbandingan antara besarnya erosi dari tanah yang diberi perlakukan tindakan konservasi khusus (seperti pengolahan tanah menurut kontur, penanaman dalam stripping atau terras), terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng dalam keadaan yang identik

Faktor Erosivitas Hujan, R Penyebab utama erosi tanah adalah pengaruh pukulan air hujan pada tanah Erosivitas hujan bulanan dihitung dengan persamaan: Rm = 2,21 Pm1.36 Dimana: Rm = erosivitas hujan bulanan, dan Pm = hujan bulanan [cm] Pada lokasi-lokasi tertentu di Jawa, untuk mendapatkan nilai R dapat diperoleh dari peta erosivitas hujan, dan pada umumnya peta tersebut telah dibuat untuk DAS- DAS utama di Jawa

Faktor Erodibilitas Tanah Faktor erodibilitas tanah ditentukan oleh tekstur, struktur, permeabilitas dan bahan organik tanah, didapat dari Tabel Jenis Tanah dan Nilai Faktor Erodibilitas Tanah (K) .

M adalah persentase pasir sangat halus dan debu (diameter 0,05 – 0,1 dan 0,02 – 0,05 mm) x (100 – presentase tanah liat) O = persentase bahan organik S = kode struktur tanah yang dipergunakan dalam klasifikasi tanah P = kelas permeabilitas tanah

Nomograf Menentukan Nilai K

Faktor Kelerengan LS Faktor L dan S, masing-masing adalah faktor panjang dan kemiringan lereng tanah. Nilai LS biasanya merupakan satu kesatuan dari faktor bentuk lahan dalam memperkirakan laju erosi yang akan terjadi.

L = panjang lereng (m) yang diukur dari tempat mulai terjadinya aliran air di atas permukaan tanah sampai tempat mulai terjadinya pengendapan S = kemiringan lereng (derajad) Z = konstanta yang besarnya tergantung dari besarnya S, z = 0,5 jika S ≥ 5%, z = 0,4 jika 5% > S ≥ 3%, z = 0,3 jika 3% > S ≥ 1%, z = 0,2 jika S < 1%.

Nomograf LS

Nilai Faktor Kelas Lereng, LS

Faktor Penggunaan Lahan C, dan Pengelolaan Lahan P Indeks faktor penggunaan lahan dan teknik pengelolaan lahan sering dinyatakan sebagai satu kesatuan parameter, yaitu faktor CP. Faktor C dan P dipengaruhi oleh jenis tanaman (tataguna lahan) dan tindakan pengelolaan lahan (teknik konservasi) yang dilakukan, seperti misalnya penanaman mengikuti kontur, strip cropping, dan pembuatan teras.

Pada kondisi tidak ada usaha pengendalian erosi, nilai P sama dengan 1 (satu), dan kurang dari satu untuk lahan dengan penanganan secara mekanis. Penggunaan lahan dapat ditentukan dari Peta Rupa Bumi Indonesia (skala 1:25.000) yang dibuat oleh Bakosurtanal, dimana penampakan peta dikatagorikan sebagai : permukiman, sawah, perkebunan, kebun campuran, belukar, hutan, tegalan/ladang, dan tanah kosong.

Tingkat Pengelolaan dan Faktor Pengelolaan Pertanian Non-irigasi

Tingkat Pengelolaan dan Faktor Pengelolaan Perkebunan

Faktor CP untuk Hutan

Faktor CP untuk Padang Rumput

Perkiraan Nilai CP untuk Berbagai Penggunaan Lahan di Pulau Jawa

Perhitungan Erosi Lahan Dari peta dan data di atas, selanjutnya dilakukan overlay peta untuk mendapatkan peta unit lahan. Overlay peta unit lahan dapat dilakukan dengan bantuan GIS (software Arc-View).

PETA EROSIVITAS HUJAN, R PETA ERODIBILITAS TANAH, K R1K1 R2K2 R2K1 R1K3 R3K3 R4K3 R1K2 PETA HASIL OVERLAY R & K

PETA LERENG, LS PETA HASIL OVERLAY R & K PETA HASIL OVERLAY R, K & LS

CP1 CP2 PETA HASIL OVERLAY R, K & LS CP4 CP3 PETA TATA GUNA LAHAN, CP

HASIL OVERLAY R, K, LS DAN CP R1K1LS1CP1 R1K3LS1CP4 R3K3LS1CP4 R1K3LS2CP3 R1K1LS1CP3 R3K3LS1CP3 R3K3LS2CP3 R4K3LS2CP3 R4K3LS3CP3 R2K1LS1CP1 R2K1LS1CP2 R2K1LS2CP2 R1K1LS1CP2 R1K1LS2CP2 R1K2LS2CP2 R2K2LS2CP2 R2K2LS3CP2 R4K3LS2CP2 R4K3LS3CP2 R1K2LS2CP3 R1K1LS2CP3

Besarnya erosi yang terjadi dapat memberikan gambaran tingkat erosi (kekritisan) yang terjadi pada suatu DAS, apakah dalam tingkatan yang membahayakan atau belum.

Klasifikasi Kelas Bahaya Erosi

Modifikasi USLE (MUSLE) Williams (1975) melakukan modifikasi USLE dengan mengganti faktor R dengan faktor aliran. MUSLE sudah memperhitungkan baik erosi maupun pergerakan sedimen pada DAS berdasar pada kejadian hujan tunggal (single event).

SY = yil sedimen tiap kejadian hujan (ton) VQ = volume aliran (m3) QQ = puncak debit (m3/det) a dan b = koefisien, masing-masing dapat diambil 11,8 dan 0,56, akan tetapi pada umumnya besarnya koefisien ini bervariasi, dan harus ditetapkan untuk tiap lokasi dengan cara mengkalibrasi dengan sedimentasi waduk yang ada atau data lain yang lebih dapat dipercaya.

Pengukuran Sedimen di Laboratorium Pendugaan erosi tanah dapat dilakukan di laboratorium dengan bantuan alat pembangkit hujan (rainfall simulator). Kepadatan tanah, kondisi penutup, kemiringan dan panjang lereng dapat disimulasikan berdasarkan keadaan yang diinginkan.

Keuntungan: dimungkinkan dilakukan pengamatan secara detil mekanisme dan proses terjadinya erosi. Kerugian: perilaku erosi tanah di laboratorium tidak sama dengan apa yang terjadi di lapangan.

Pengukuran Sedimen di Lapangan Pengamatan di lapangan dilakukan menggunakan sistem petak (plot) dengan ukuran, kemiringan, panjang lereng, dan jenis tanah tertentu (diketahui). Aliran air dan sedimen yang keluar petak diamati.

Volume air dapat dihitung dengan cara menjumlahkan volume air di bak pertama dan volume air di bak kedua dikalikan dengan jumlah keluaran yang ada di bak pertama. Berat sedimen dapat diketahui dari besarnya sedimen yang mengendap di dasar bak.

Volume sedimen di bak pertama dan kedua diukur, misal Vs1 dan Vs2 kemudian diambil sampel sedimen secukupnya dan dioven sampai kering untuk menghitung berat jenis gs. Berat keseluruhan sedimen: Ws = (Vs1 + Vs2) gs

Erosi tanah Ws terjadi selama satu kali kejadian hujan, sehinga untuk mengetahui jumlah tanah tererosi selama periode waktu tertentu dilakukan dengan menjumlahkan seluruh tanah tererosi tiap kejadian hujan dengan jalan menjumlahkan seluruh tanah tererosi tiap kejadian hujan selama periode yang dikehendaki.