Redaksi-Hal 1- Final.pmd

Topik Utama
KOTAK PINTAR UNTUK KESELAMATAN KERJA
DI LINGKUNGAN PERTAMBANGAN
Nendaryono Madiutomo, Supriatna Mujahidin, Budi Islam
Pusat Penelitan dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara
[email protected]
SARI
Rainfall Simulator Tester (RST), merupakan alat simulator hujan buatan yang dirancang untuk
memprediksi besarnya tingkat erosi tanah, infiltrasi dan koefisien air limpasan pada lahan miring
di wilayah pertambangan. Besarnya erosi tanah, infiltrasi dan koefisien air limpasan tergantung
pada; intensitas hujan, lama hujan, jenis tanah, kemiringan lahan, panjang lereng, tanaman penutup.
Apabila erosi tanah berlangsung terus-menerus dan tidak terkontrol, akan mengakibatkan terkikisnya
lapisan tanah, sehingga tanah mengalami degradasi secara kuantitatif maupun kualitatif, kritis dan
rawan longsor. Hasil pengukuran antara lain; Luas daerah pengukuran = ± 1 Ha (10.000 m2);
Kemiringan lahan = 15° - 20°; Jenis tanah = Latosol merah kuning; (K = 0,26 - 0,31) K = Faktor
erodibilitas; Panjang lereng = 15 meter; Ukuran butiran = 0,005 - 0,5 mm; Jenis tanaman penutup
= rumput jarang; Intensitas curah hujan = 49 liter - 68 liter/menit. Prediksi besaran tingkat erosi
diperoleh (A) = 1,20 - 1,58 gr/m2/menit. Koefisien air limpasan (Cro) = 0,47 - 0,82. Nilai infiltrasi (I)
= 12 - 26 liter/menit.
Kata kunci : erosi tanah, infiltrasi, koefisien air limpasan, Rainfall Simulator Tester (RST)
1. LATAR BELAKANG
Penurunan kualitas dan kuantitas tanah dan air
di wilayah pertambangan pada umumnya
disebabkan adanya erosi tanah di lahan miring.
Apabila erosi berlangsung terus-menerus dan
tidak terkontrol, maka kondisi tanah akan
menjadi kritis dan mudah longsor (sliding), serta
terkikisnya lapisan tanah (top soil) yang banyak
mengandung unsur hara. Infiltrasi dan koefisien
air limpasan perlu diketahui untuk pengendalian
besaran tingkat erosi yang terjadi.
Salah satu upaya dalam pengelolaan dan
pengendalian erosi tanah, perlu dikembangkan
suatu alat yang dapat secara aktual (real time),
cepat dan akurat, dapat memprediksi besaran
tingkat erosi yang terjadi di suatu daerah
pertambangan, yaitu melalui rancang-bangun
dan rekayasa alat uji simulator hujan buatan
(rainfall simulator test=RST), seperti terlihat pada
Gambar 1. Alat ini terdiri atas 3 alat utama, yaitu:
unit alat hujan buatan, unit alat penyaring (box
screen) dan unit pengolah data (central unit)
(lihat Gambar 2). Besaran tingkat erosi tanah dan
koefisien run off pada lahan miring ini dapat
terpantau secara simultan dengan periode waktu
yang dapat ditentukan. Pengambilan data
dengan menggunakan sensor debit dan sensor
berat, pengiriman data dapat dilakukan dengan
cara langsung (direct method) dan tidak
langsung (indirect method).
Kotak Pintar untuk Keselamatan Kerja di Lingkungan Pertambangan; Nendaryono M, Supriatna M, Budi I
37
Topik Utama
Gambar 1. Diagram Rainfall Simulator Test.
2. TAHAPAN KEGIATAN
Tahapan kegiatan ini mencakup hal-hal sebagai
berikut:
a. Penelitian (pemahaman, pendefinisian
masalah dan ruang lingkup)
b. Inovasi (tingkat erosi, infiltrasi, koefisien
limpasan dan debit aliran)
c. Perancangan sistem
d. Pemodelan
e. Perakitan
38
f. Standardisasi
g. Pengujian rancangan sistem (skala
laboratorium dan lapangan)
h. Evaluasi
i. Pengambilan dan analisis data
Adapun tahapan perakitan dapat dilihat pada
Gambar 3, 4, 5 dan 6 dan tahapan pengukuran
tingkat erosi tanah, infiltrasi dan koefisien air
limpasan (run off) tampak pada Gambar 7 dan
8.
M&E, Vol. 11, No. 3, September 2013
Topik Utama
Gambar 2. Rancangan instalasi Rainfall Simulator Test.
Kotak Pintar untuk Keselamatan Kerja di Lingkungan Pertambangan; Nendaryono M, Supriatna M, Budi I
39
Topik Utama
Gambar 3. Perakitan RST.
Gambar 5. Penanaman panel casing.
Gambar 4. Perakitan panel casing.
Gambar 6. Pemasangan panel RST.
Gambar 7. Pengukuran erosi, infiltrasi dan koefisien run off.
40
M&E, Vol. 11, No. 3, September 2013
Topik Utama
Gambar 8. Tahapan pengukuran.
3. KAJIAN TEORITIS
R  0.41x H1.09
Estimasi kehilangan tanah (soil loss estimation)
- Universal Soil Loss Equation (USLE) by Smith
dan Wischmeier, 1978 (2005):
di mana:
R = faktor erosivitas hujan
H = curah hujan rata-rata tahunan, mm
A=(0,224)(RKLSCP)
Erosivitas hujan (R) merupakan fungsi sifatsifat hujan dan biasanya dinyatakan dalam
bentuk energi kinetik hujan. Energi kinetik
dapat dinyatakan dalam persamaan;
di mana:
A = the soil loss, kg/m2/years
R = the rain fall erosity factor
K = the soil erodibility factor
L = the slope length factor
S = the slope gradient factor
C = the cropping management factor
P = the erosion control practice factor
•
Erosifitas, R
Faktor erosivitas hujan, merupakan indeks
erosi yang menunjukkan kemampuan
(potensi) hujan untuk menimbulkan erosi baik
dalam membongkar atau merusak lapisan
tanah. Faktor erosivitas hujan, R dapat di
uraikan dalam persamaan;
EK  210,3  89 Log I
EK = energi kinetik hujan (Joule/m2 )
I
= intesitas hujan (cm/jam)
•
Erodibilitas Tanah, K
Faktor erodibilitas tanah merupakan indek
erosi yang menunjukkan faktor kepekaan jenis
tanah terhadap erosivitas hujan. Nilai
erodibilitas tanah dapat dihitung dengan 2
cara;
K
A
RLSCP
Kotak Pintar untuk Keselamatan Kerja di Lingkungan Pertambangan; Nendaryono M, Supriatna M, Budi I
41
Topik Utama
Dalam kondisi standar, L = S = C = P = 1
K
•
•
•
42
namun juga berbagai macam usaha yang
bertujuan untuk mengurangi terjadinya erosi
tanah. Konservasi tanah meliputi; penterasan
(terracing), hillside ditches, contouring
(pengerjaan tanah menurut garis kontur).
Faktor yang praktis untuk mengkontrol
terjadinya erosi (Hammer, 1980).
A
R
Panjang, (L) dan kemiringan lereng, S
Faktor panjang lereng adalah perbandingan
(rasio) tanah yang tererosi pada suatu
panjang lereng tertentu terhadap tanah yan
g tererosi pada panjang lereng 22,1 meter
(Wischmeier and Smith, 1978), untuk kondisi
permukaan lahan yang sama (standard plot
length, Wischmeier and Smith, 1965).
Sedangkan panjang lereng merupakan jarak
antara titik awal aliran permukaan dan suatu
titik dimana terdapat penurunan kemiringan
yang cukup (menjadi lebih landai), sehingga
mulai terjadi pengendapan, atau di mana
aliran permukaan masuk ke dalam suatu
saluran drainase (Morgan, 1980). Faktor
kemiringan adalah rasio tanah yang tererosi
pada suatu kemiringan lahan tertentu
terhadap tanah yang tererosi pada kemiringan
lahan 9 %, untuk kondisi permukaan lahan
yang sama.
Pengelolaan Tanaman, C
Faktor pengelolaan tanaman merupakan
rasio tanah yang tererosi pada suatu jenis
pengelolaan tanaman terhadap tanah yang
tererosi pada kondisi permukaan lahan yang
sama tetapi tanpa pengelolaan tanaman.
Pada dasarnya penentuan nilai C sulit
dilakukan karena harus mempertimbangkan
sifat perlindungan tanaman terhadap
erosivitas hujan. Sifat perlindungan tanaman
harus dimulai sejak dari pengelolaan tanah
hingga panen, bahkan sampai tanaman
berikutnya.
Konservasi Tanah, P
Faktor praktek konservasi tanah adalah rasio
tanah yang tererosi pada suatu jenis praktek
konservasi tanah terhadap tanah yang
tererosi pada lahan dengan kondisi
permukaan yang sama dan tanpa praktek
konservasi. Tindakan konservasi tanah disini
tidak hanya dengan pendekatan secara
mekanik dan fisik saja maupun biologi
•
Klasifikasi Tingkat Erosi (Toleransi Kehilangan
Tanah)
Klasifikasi tingkat erosi (Toleransi Kehilangan
Tanah) adalah klasifikasi nilai rata-rata
maksimum yang diizinkan dari erosi tanah.
Pada umumnya klasifikasi ini terdiri dari
kedalaman tanah, tingkat erosi dan nilai-nilai
toleransi kehilangan tanah. Tingkat erosi atau
toleransi kehilangan tanah (soil loss toleransi)
untuk tanah yang spesifik digunakan sebagai
acuan untuk perencanaan konservasi tanah.
USLE memakai klasifikasi ini untuk melakukan
estimasi aktual kehilangan tanah dan
menghitung perubahan secara praktis yang
dapat diaplikasikan untuk mengurangi
kehilangan tanah sampai di bawah tingkat
toleransi kehilangan tanah.
4. HASIL PENGUKURAN
Karakteristik aktual kondisi lapangan; Luas daerah
pengukuran adalah = ± 1 ha (10.000 m 2);
kemiringan lahan = 15°-20°; jenis tanah = latosol merah kuning; (K = 0,26-0,31) K = faktor
erodibilitas; panjang lereng = 15 meter; ukuran
butiran = 0,005-0,5 mm; jenis tanaman penutup
= rumput jarang; intensitas curah hujan = 49 liter-68 liter/menit. Prediksi besaran tingkat erosi
diperoleh (A) = 1,20-1,58 gr/m2/menit. Koefisien
air limpasan (Cro) = 0,47-0,82. Nilai infiltrasi (I)
= 12-26 liter/menit (Gambar 9).
5. KEUNGGULAN TEKNOLOGI
Keunggulan alat RST ini adalah dapat
memprediksi tiga nilai sekaligus, yaitu besaran
tingkat erosi tanah, infiltrasi dan koefisien air
limpasan pada lahan miring. Dengan alat RST
M&E, Vol. 11, No. 3, September 2013
Topik Utama
Gambar 9. Hasil pengukuran
ini dapat diperoleh data secara aktual, cepat dan
akurat. Alat RST ini juga merupakan hasil
kelitbangan berupa perekayasaan yang masih
orisinil dan belum pernah dibuat.
6. POTENSI APLIKASI
Alat RST ini sangat berpotensi untuk
diaplikasikan karena praktis, ringan dan cepat
instalasinya, khususnya untuk mendukung dalam
pengelolaan, konservasi, pencegahan dan
penanggulangan dampak penurunan (degradasi)
kualitas dan kuantitas tanah dan air permukaan.
Alat ini telah dimanfaatkan/diaplikasikan di PT.
Indominco Mandiri (Banpu Group) di Bontang,
Kalimantan Timur.
7. MANFAAT
Alat ini dapat memprediksi/memperoleh besaran
tingkat erosi, infiltrasi dan besaran koefisien air
limpasan pada lahan miring di daerah
pertambangan secara aktual, cepat dan akurat,
sehingga dapat membantu dalam:
a. Meningkatkan kondisi tanah dan air
permukaan baik secara kualitatif dan
kuantitatif.
b. Mengurangi dampak lingkungan berupa
penurunan kualitas dan kuantitas tanah dan
air.
c. Mengambil langkah-langkah pencegahan
dan penanggulangan.
d. Mencegah terjadinya longsor pada lahan
miring.
e. Mempermudah dalam pengelolaan dan
konservasi tanah dan air.
8. NILAI TAMBAH
Alat RST ini dapat membantu:
a. Pengambilan keputusan dalam langkahlangkah pencegahan dan penanggulangan
terjadinya erosi.
b. Meningkatkan kondisi tanah dan air
permukaan secara kualitatif dan kuantitatif.
c. Mencegah terjadinya longsor (sliding) pada
lahan miring.
d. Mempermudah dalam pengelolaan dan
konservasi tanah dan air.
Kotak Pintar untuk Keselamatan Kerja di Lingkungan Pertambangan; Nendaryono M, Supriatna M, Budi I
43
Topik Utama
8. KESIMPULAN
a. RST menggunakan 2 metode, yaitu:
metode langsung dengan sistem kabeling
R232 dan metode tidak langsung dengan
teknologi telemetri radio modem (frekuensi),
secara aktual dan saat itu. Untuk
mempermudah analisis data digunakan
perangkat lunak "Data Acquisition Software
Erosion Ver 1.0".
b. Karakteristik aktual kondisi lapangan: luas
daerah pengukuran adalah = ± 1 ha (10.000
m2); kemiringan lahan = 15°-20°; jenis tanah
= latosol merah kuning; (K = 0,26 - 0,31) K
= faktor erodibilitas; panjang lereng = 15
meter; ukuran butiran = 0,005-0,5 mm; jenis
tanaman penutup = rumput jarang;
intensitas curah hujan = 49 liter-68 liter/
menit. Prediksi besaran tingkat erosi
diperoleh (A) = 1,20-1,58 gr/m 2/menit.
Koefisien air limpasan (Cro) = 0,47-0,82.
Nilai infiltrasi (I) = 12-26 liter/menit.
c. Perlu pengembangan lebih lanjut dalam
metode pemisahan antara air dan material
tanah (slurry). Hal ini terkait dengan
kesesuaian antara pemilihan ukuran
saringan dengan ukuran material tanah dan
mempertimbangkan kondisi alam
(kemiringan lahan, jenis tanah, tutupan
lahan, volume aliran air).
44
DAFTAR PUSTAKA
Fetter, C.W, 1994 (2010), Applied Hidrogeology,
third edition, Merrill Pubs, Co, Columbus
Ohio United States Of America.
Kensaku Takeda dan Suyono Sosrodarsono,
1980 (2011), Hidrologi untuk Pengairan,
Penerbit Association for International
Technical Promotion Tokyo, Japan dan PT.
Pradnya Paramita dan edisi III, Jakarta.
M.J. Kirkby and R.P.C. Morgan, 1980 (2009), Soil
Erosion and National College of Agriculture
Engineering, Silsoe, Beds MK45 4DT, by
John Wiley & Sons, Ltd.
Wischmeier, W.H and D.D Smith, 1978,
Predicting Rainfall Losses : A Guide to
Conservation Planning, Soil Loss
Estimation, The Universal Soil Loss Equation
(USLE), Agriculture Handbook No.
537.USDA/Science and Education
Administration, US, Govt Printing Office,
Washington, DC
M&E, Vol. 11, No. 3, September 2013