Erosi. Rekayasa Hidrologi

Transkripsi

1 Erosi Rekayasa Hidrologi Erosi adalah suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan permukaan tanah atas, baik disebabkan oleh pergerakan air maupun angin. Erosi merupakan tiga proses yang berurutan, yaitu pelepasan (detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan (deposition) bahan-bahan tanah oleh penyebab erosi. 1

2 Erosi yang disebabkan oleh air dapat berupa: a. Erosi lempeng (sheet Erosion) Yaitu butir butir tanah diangkut lewat permukaan atas tanah oleh selapis tipis limpasan permukaan kelebihan dari daya infiltrasi tanah akibat tingginya intensitas hujan. b. Pembentukan polongan (gully) Merupakan erosi lempeng yang terpusat pada polongan akibat kecepatan air lebih besar dibandingkan kecepatan limpasan permukaan. Polongan cenderung lebih dalam dan menyebabkan terjadinya longsoran c. Longsoran massa tanah Peristiwa longsoran ini terjadi diatas lapisan batuan keras atau lapisan tanah liat pada saat curah hujan yang panjang. d. Erosi tebing sungai Tebing sungai mengalami penggerusan terutama pada saat banjir, terutama pada belokan belokan sungai. Beberapa istilah yang digunakan dalam analisa erosi antara lain: a. Erosivitas, merupakan sifat hujan yang mempengaruhi proses terjadinya erosi akibat energy kinetic butiran air hujan yang menumbuk permukaan tanah. b. Erodibilitas, merupakan ketidak sanggupan tanah untuk menahan tumbukan butiran air hujan. c. Kecepatan penggerusan (scour velocity), adalah kecepatan air yang akan menggerakkan tanah pada saat terjadi aliran lempeng Erosi tanah yang disebabkan oleh air meliputi 3 tahap, yaitu: a. Tahap pelepasan partikel tunggal dari massa tanah. b. Tahap pengangkutan oleh media yang erosif seperti aliran air dan angin. c. Tahap pengendapan, pada kondisi dimana energi yang tersedia tidak cukup lagi untuk mengangkut partikel. 2

3 Proses Erosi Oleh Air Model Prediksi Erosi a. Model regresi ganda (multiple regression) b. Universal Soil Loss Equation (USLE), dan c. Modifikasi USLE (MUSLE) 3

4 Model Regresi Ganda SY = 6, Q wa S 1,582 D d 0,431 SY = yield sedimen tahunan (ton/ha/thn) Q wa = debit tahunan (m 3 ) S = kemiringan rata rata DAS (%) = kerapatan drainase (panjang total sungai per luas DAS) D d Model USLE USLE dirancang untuk memprediksi erosi jangka panjang dari erosi lembar (sheet erosion) dan erosi alur di bawah kondisi tertentu E a R K LS C P E a = R K LS C P = banyaknya tanah tererosi per satuan luas per satuan waktu (ton/ha/tahun) = faktor erosivitas hujan dan aliran permukaan = faktor erodibilitas tanah = faktor panjang dan kemiringan lereng = faktor tanaman penutup lahan dan manajemen tanaman = faktor tidakan konservasi praktis 4

5 Faktor Erosivitas Hujan dan Aliran Permukaan (R) Faktor erosivitas hujan didefinisikan sebagai jumlah satuan indeks erosi hujan dalam setahun. R = n EI 30 i=1 R = faktor erosivitas hujan (KJ/ja/tahun) n = jumlah kejadian hujan dalam setahun EI 30 = interaksi energy dengan intensitas maksimum 30 menit. EI 30 = E I E = R b I 30 = R b R b EI 30 E R b I 30 = Indeks erosivitas hujan (ton cm/ha.jam) = Energi kinetic curah hujan (ton m/ha.cm) = Curah hujan bulanan = Intensitas hujan maksimum selama 30 menit (mm/jam) EI 30 = 6,119 P 1,211 b N 0,747 0,526 P max EI 30 P b N P max = indeks erosi hujan bulanan (KJ/ha) = curah hujan bulanan (cm) = jumlah hari hujan per bulan = jumlah hujan maksimum harian (24 jam) dalam bulan yang bersangkutan EI 30 tahunan adalah jumlah EI 30 bulanan. 5

6 Faktor Erodibilitas Tanah (K) Faktor erodibilitas tanah (K) atau faktor kepekaan erosi tanah merupakan daya tahan tanah baik terhadap penglepasan maupun pengangkutan, terutama tergantung pada sifat-sifat tanah, seperti tekstur, stabilitas agregat, kekuatan geser, kapasitas infiltrasi, kandungan bahan organik dan kimiawi. Nomograf K yang Dikembangkan Wischmeier Faktor Panjang Kemiringan Lereng (LS) Faktor LS, kombinasi antara faktor panjang lereng (L) dan kemiringan lereng (S) merupakan nisbah besarnya erosi dari suatu lereng dengan panjang dan kemiringan tetentu terhadap besarnya erosi LS = L 22 z 0, S 2 + 0,0456 S + 0,065 L = panjang lereng (m) yang diukur dari tempat mulai terjadinya aliran air diatas permukaan tanah sampai tempat mulai terjadinya pengendapan disebabkan oleh berkurangnya kecuraman lereng atau tempat aliran air di permukaan tanah masuk ke badan air/saluran. S = kemiringan lereng (%) z = konstanta yang besarnya bervariasi tergantung nilai S S z < 1% S 3 % S 4.5 % % 0.5 6

7 Faktor LS juga dapat dihitung dengan persamaan: LS = L 100 0, ,097 S + 0,0139 S2 Dimana L dalam meter dan S dalam persen L L = 0,5 A Lch = panjang lereng (m) A = luas DAS (m 2 ) Lch = panjang sungai (m) Faktor Tanaman Penutup Lahan (C) C = C i,j A i.j P i.j i j C = koefisien penutupan lahan C i,j A i,j P i,j = koefisien penutupan lahan dengan pengolahan i, dan umur j = luas lahan dengan pengolahan i, dan umur j = hujan pada luas daerah A i,j dengan pengolahan i, dan umur j 7

8 No. Jenis Tanaman C No. Jenis Tanaman C 1 Tanah terbuka, tanpa tanaman Hutan produksi 2 Hutan atau semak belukar Tebang habis Savanna dan prairie dalam kondisi baik Tebang pilih Savanna dan prairie yang rusak untuk gembalaan Semak belukar, padang rumput Sawah Ubu kayu + kedelai Tegalan tidak dispesifikasi Ubi kayu + kacang tanah Ubi kayu Padi Sorghum Jagung Padi Kedelai Kedelai Kacang tanah Gude Kentang Kacang tanah kacang tunggak Kacang tanah Kacang tanah + mulsa jerami 4t/ha Padi gogo Padi + mulsa jerami 4t/ha Tebu Kacang tanah + mulsa jagung 4t/ha No. Jenis Tanaman C No. Jenis Tanaman C 15 Akar wangi (sereh wangi) Kacang tanah + mulsa kacang tunggak Rumput bede (tahun pertama) Kacang tanah + mulsa jerami 2t/ha Rumput Bede (tahun kedua) Padi + mulsa Crotalaria 3t/ha Kopi dengan penutup tanah buruk Pola tanaman gilir + mulsa jerami Talas Pola tanaman berurutan + mulsa sisa tanaman Kebun campuran 40 Alang-alang murni subur Kerapatan tinggi Padang rumput (stepa) dan savanna Kerapatan sedang Rumput Brachiaria Kerapatan rendah Padang rumput (stepa) dan savanna Perladangan Rumput Brachiaria Hutan alam Serasah banyak Serasah sedikit

9 Faktor Konservasi Praktis (P) N o. Jenis Konservasi P 1 Teras bangku Baik 0.20 Jelek Teras bangku: jagung-ubi kayu/kedelai Teras bangku: sorghum-sorghum Teras tradisional Teras gulud: padi jagung Teras gulud: ketela pohon Teras gulud: jagung kacang + mulsa tanaman Teras gulud: kacang kedelai Tanaman dalam kontur: Kemiringan 0-8% 0.05 Kemiringan 9-20% 0.75 Kemiringan >20% Tanaman dalam jalur-jalur: jagungkacang tanah + mulsa Mulsa limbah jerami 6 ton/ha/tahun ton/ha/tahun ton/ha/tahun Tanaman perkebunan Disertai penutup tanah rapat 0.10 Disertai penutup tanah sedang Padang rumput Baik 0.04 Jelek