ANALISA NILAI ERODIBILITAS TANAH

ANALISA NILAI ERODIBILITAS TANAH TERHADAP LAJU KEHILANGAN
TANAH DENGAN RAINFALL SIMULATOR
Faisal Rahman F1, Ussy Andawayanti2, Lily Montarcih Limantara3
1
Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
2,3
Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Jalan Mayjen Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Penyebab terjadinya erosi sangat banyak diantaranya adalah faktor tingginya curah
hujan pada suatu daerah, kemiringan lahan, dan jenis tanah. Tujuan dari penelitian ini
adalah mengetahui besaran laju kehilangan tanah dengan menggunakan alat rainfall
simulator. Dengan perlakuan perbedaan jenis tanah yang memungkinkan akan mempunyai
nilai erodibilitas yang berbeda yaitu sampel tanah aluvial dan sampel tanah grumosol.
Menggunakan debit 1 liter/menit, ketinggian sampel tanah 10 cm dan kemiringan lereng
sebesar 9 % selama 30 menit. Hasil yang didapat dari alat rainfall simulator berupa
sediment yield. Dimana untuk mendapatkan besaran erosi di bagi terlebih dahulu dengan
nilai sediment delivery ratio (SDR), dengan menggunakan metode SDR dari Boyce.
Nilai erodibilitas tanah yang didapat dari nomograph Wischmeier adalah 0,461
untuk sampel tanah aluvial dan 0,276 untuk sampel tanah grumosol. Besaran rerata
sediment yield yang didapat pada sampel tanah aluvial sebesar 266,11 gram dan 126,13
gram pada sampel tanah grumosol. Untuk hasil erosi pada sampel tanah aluvial sebesar
19,04 gram/m2/menit dan 9,02 gram/m2/menit pada sampel tanah grumosol. Sedangkan
rerata nilai erodibilitas yang didapat dari rainfall simulator adalah 0,568 untuk sampel
tanah aluvial dan 0,276 pada sampel tanah grumosol.
Kata kunci: erodibilitas, distribusi butiran, erosi, rainfall simulator, sediment yield
ABSTRACT
There is many cause of erosion case, including the high rainfall rate in some
regions, slope rate of the land, and the soil type. The purpose of this research is to measure
the soil loss rate using the rainfall simulator tool. With different treatment of the soil types
will enable have the different erodibility values that is alluvial soil sample and grumosol
soil sample. Using 1 liter / min discharge, the height of the soil sample is 10 cm and the
slope rate is 9% for 30 minutes. The results obtained from rainfall simulator tool is the
sediment yield. Which is to obtain the amount of erosion should be multiplied by the SDR
value, using the SDR method from Boyce.
The soil erodibility values obtained from Wischmeier nomographs was 0.461 for
alluvial soil samples and 0.276 for grumosol soil samples. The average sediment yield
obtained from alluvial soil samples was 266,11 gram and 126,13 gram from grumosol soil
samples. For erosion results from alluvial soil samples was 19.04 grams/m2/minute and
9.02 gram/m2/minute from grumosol soil samples. Meanwhile the soil erodibility value
obtained from rainfall simulator was 0,568 for alluvial soil samples and 0,269 from
grumosol soil samples.
Key words: erodibility, grain distribution, erosion, rainfall simulator, sediment yield
Data-data yang dibutuhkan dalam studi
1. PENDAHULUAN
Erosi yang terjadi terus menerus ini meliputi sampel tanah aluvial dan
dapat menyebabkan berbagai masalah pada grumosol sebanyak 0,3 m3 setiap sampelnya.
suatu lahan. Penyebab terjadinya erosi
sangat banyak diantaranya adalah faktor
tingginya curah hujan pada suatu daerah,
kemiringan lahan, dan jenis tanah. Bila
dibiarkan terus menerus suatu DAS akan
rusak dan dapat terjadinya tanah longsor
secara tiba-tiba yang dapat mengancam
keselamatan warga. Perlu adanya analisa
erosi terlebih dahulu dalam menentukan
Gambar 1. Peta Lokasi Studi
tindakan yang tepat sebelum menangani
Sumber: Google Maps (diakses 07 Agustus
masalah erosi.
2017)
Salah satu faktor yang berpengaruh
Langkah-langkah pengerjaan dalam studi
terhadap erosi adalah jenis tanah yang mana
ini
adalah sebagai berikut:
setiap jenis tanah memiliki nilai erodibilitas
yang berbeda-beda.
Perbedaan nilai 1) Melakukan survei lapangan untuk
mendapatkan data daerah yang terdapat
erodibilitas dipengaruhi oleh tekstur,
tanah grumosol dan aluvial.
struktur, permeabilitas dan kandungan bahan
2)
Mengambil sampel tanah di daerah lokasi
organik tanah, faktor-faktor tersebut dapat
yaitu Desa Babatan Tegal Gondo untuk
menentukan kepekaan suatu tanah terhadap
sampel aluvial dan Desa Ampeldento
peristiwa erosi.
untuk sampel tanah grumosol pada
Dalam studi ini akan diteliti terkait: 1)
Kecamatan Karangploso Kabupaten
Nilai erodibilitas tanah pada sampel tanah
Malang.
aluvial dan grumosol menggunakan
nomograph Wischmeier; 2) Besaran 3) Perhitungan intensitas hujan 30 menit
dari data maksimum curah hujan harian
sediment yield pada setiap sampel tanah; 3)
stasiun hujan Karangploso selama 10
Besaran erosi pada sampel tanah aluvial dan
tahun.
grumosol; dan 4) Nilai erodibilitas dari
4) Uji pendahuluan yaitu menentukan berat
rainfall simulator.
jenis, hidrometer, permeabilitas dan
Tujuan dari studi ini adalah untuk
kandungan
bahan
organik
untuk
mengetahui besaran erosi pada setiap sampel
mendapatkan
nilai
erodibilitas
(K)
jenis tanah dan mendapatkan nilai
dengan
nomograph
Wischmeier
pada
erodibilitasnya dengan rainfall simulator.
setiap jenis tanah yang berbeda yaitu
Agar pemanfaatan jenis tanah lebih tepat
tanah grumosol dan aluvial.
guna dengan mengetahui karakteristik tanah
5) Pembuatan alat sanggahan dari kayu agar
terlebih dahulu.
mendapatkan
kemiringan
yang
diinginkan yaitu sebesar 9% (5°).
2. METODOLOGI
6)
Pengambilan sampel sebesar 0,3 m3 pada
Daerah studi untuk pengambilan sampel
setiap jenis tanah grumosol dan tanah
tanah untuk studi ini adalah Desa Babatan
aluvial untuk kemudian diletakkan pada
Tegal Gondo untuk sampel aluvial dan Desa
alat Rainfall simulator.
Ampeldento untuk sampel grumosol pada
Adapun rancangan percobaan pada alat
Kecamatan Karangploso Kabupaten Malang.
Rainfall
simulator adalah sebagai berikut:
Dan untuk proses penelitian lanjut dilakukan
pada
Laboratorium
Hidrologi
dan 1. Pasang selang air untuk mengisi tandon
yang berada di bawah tangki uji.
Laboratorium Tanah dan Air Tanah Teknik
Pengairan Fakultas Teknik Universitas 2. Atur alat sanggahan dari kayu dan
letakkan tanah penelitian.
Brawijaya.
3. Padatkan tanah dengan alat pemadat 3
kg sebanyak 8 kali ketukan, setiap 3 cm
sampai setinggi 10 cm.
4. Siapkan komputer dan hubungkan kabel
antara alat rainfall simulator dengan
komputer
5. Masukkan air bersih pada tangki
pencatat sampai air mendekati batas
weir
6. Lakukan pengukuran berat tangki
dengan air tersebut dengan aplikasi dari
rainfall simulator (armsoft)
7. Masukkan data berat tangki dengan air
tersebut dan data erodibilitas tanah
kedalam armsoft
8. Setelah semua siap tutup kembali tirai
mika, nyalakan alat rainfall simulator
dan atur besaran intensitas hujan yang
direncanakan
9. Setelah air melewati weir pada tangki
pencatat, klik zero pada armsoft dan
klik go
10. Setelah 30 menit hentikan aliran hujan
dan klik stop pada armsoft lalu simpan
data tersebut
11. Untuk mendapatkan besaran erosi alat
rainfall simulator sudah dilengkapi
dengan sofware otomatis sehingga hasil
langsung didapat.
12. Bersihkan alat dan ulangi langkah dari
awal dengan jenis tanah selanjutnya.
Setelah mendapatkan sediment yield
pada rainfall simulator tahapan selanjutnya
adalah mencari besaran erosi dengan
menggunakan persamaan SDR (sediment
delivery ratio) dari Boyce. Setelah itu
tahapan selanjutnya adalah mendapatkan
nilai erodibilitas tanah pada rainfall
simulator dengan menggunakan persamaan
USLE.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan Intensitas Hujan
Besarnya curah hujan maksimum ratarata daerah diperoleh dengan menggunakan
data-data dari stasiun penakar hujan harian,
yaitu Stasiun hujan Karangploso periode
pengamatan data curah hujan yang
digunakan selama 10 (sepuluh) tahun dari
tahun 2006 sampai 2015.
Tabel 1. Data hujan maksimum tahunan
No
Tahun
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Rerata
Jumlah
Max
Hari
Hujan
(Hari)
5,917
7,917
7,917
8,000
16,333
13,000
9,917
11,750
7,750
6,083
9,5
94,6
16,3
CH Max
(mm)
92,000
75,000
104,000
69,000
190,000
91,000
108,000
77,000
105,000
67,000
97,8
978,0
190,0
Rerata
CH
(mm)
92,0
75,0
104,0
69,0
190,0
91,0
108,0
77,0
105,0
67,0
97,8
978,0
190,0
Sumber: BMKG Karangploso
Perhitungan Berat Jenis (Gs)
Tahapan-tahapan perhitungan untuk
mencari Berat Jenis Tanah adalah sebagai
berikut:
1. Menyiapkan Labu ukur yang sudah
dikalibrasi
2. Menyiapkan sample tanah kering yang
lolos saringan 60
3. Masukkan sampel tanah kedalam labu
ukur dan tambahkan air sampai setengah
bagian dan didihkan
4. Setelah mendidih tambahkan air sampai
penuh kemudian timbang
5. Ukur suhu labu tersebut dengan
menggunakan thermometer suhu
6. Ulangi langkah 4 dan 5 sampai mendekati
30° C
Tabel 2. Rekapitulasi berat jenis (Gs)
Berat Jenis
Tanah
gram/cm3
Aluvial
2,422
Grumosol
2,461
Perhitungan Distribusi Butiran
Tahapan-tahapan
perhitungan
untuk
mencari Distribusi Butiran menggunakan
metode hidrometer adalah sebagai berikut:
1. Sampel tanah ditumbuk, kemudian
diayak hingga lolos saringan 60,
sampel yang lolos saringan tersebut
diambil sebanyak 50 gram kemudian
dicampur dengan 200 ml larutan
NaOH 20% kemudian didiamkan
selama 24 jam.
Setelah direndam selama 24 jam,
campuran dimixer
Kemudian larutan dicampur air
sampai 1000 ml
Tutup rapat mulut gelas ukur dengan
telapak tangan kemudian dikocok 20
kali
Setelah dikocok letakkan ditempat
yang datar kemudian masukkan
hidrometer
Ukur pembacaan hidrometer dan
suhu dengan thermometer setiap ½,
1, 2, 15, 30 60, 120 dan 1440 menit
2.
3.
4.
5.
6.
Tabel 3. Grain Size sampel aluvial
Saringan
No
Diameter
(mm)
[1]
Tertahan
Saringan
Jumlah
Tertahan
Komulatif
Tertahan
Tabel 7. Persentase Jenis Butiran sampel
aluvial
Jenis Butiran
Pasir
Lanau
Lempung
Jumlah
Prosentase (%)
19,78
61,10
19,13
100
Tabel 8. Persentase Jenis Butiran sampel
grumosol
Jenis Butiran
Pasir
Lanau
Lempung
Jumlah
Prosentase (%)
64,97
25,59
9,44
100
Dapat dilihat sebaran butiran dalam
grafik dibawah.
Komulatif
Lolos Saringan
(gram)
(gram)
%
%
[2]
[3] = [3]n+[2]n+1
[4] = [3]/Wtot*100
[5] = 100 - [4]
60
0,25
1,54
1,54
3,08
96,92
100
0,15
2,5
4,04
8,08
91,92
200
0,075
5,848
9,888
19,78
80,22
PAN
0,043
40,112
50
100,00
51,92
Tabel 4. Grain Size sampel grumosol
Saringan
No
Diameter
(mm)
[1]
Tertahan
Saringan
Jumlah
Tertahan
Komulatif
Tertahan
(gram)
(gram)
%
Komulatif
Lolos Saringan
%
[2]
[3] = [3]n+[2]n+1
[4] = [3]/Wtot*100
[5] = 100 - [4]
60
0,25
3,326
3,326
6,65
93,35
100
0,15
8,86
12,186
24,37
75,63
200
0,075
20,3
32,486
64,97
35,03
PAN
0,059
17,514
50
100,00
25,96
Gambar 2. Kurva distribusi butiran sampel
aluvial
Tabel 5. Hidrometer sampel aluvial
R
Kalibrasi
(1000(rh,k-1))
(Zr)
1,033
33,49
1,153
0,000
68,12
0
0,01349
1,032
32,49
1,447
0,023
64,72
51,92
1,017
0,01349
1,030
30,49
2,035
0,019
57,90
46,45
1,016
0,01349
1,029
29,49
2,329
0,015
54,50
43,72
26
1,011
0,01349
1,024
24,49
3,799
0,007
37,47
30,06
26
1,010
0,01349
1,023
23,49
4,093
0,005
34,06
27,32
60
26
1,009
0,01349
1,022
22,49
4,387
0,004
30,65
24,59
120
26
1,008
0,01350
1,022
21,50
4,679
0,003
27,25
21,86
1440
26
1,007
0,01350
1,021
20,50
4,973
0,001
23,84
19,13
T
(min)
Suhu
(°C)
Rh
k
(Rh,k)
0
27
1,020
0,01349
0,5
27
1,019
1
27
2
27
15
30
D
Finer
Mengendap
(%)
%
Tabel 6. Hidrometer sampel grumosol
R
Kalibrasi
(1000(rh,k-1))
(Zr)
Finer
Mengendap
(%)
1,037
37,35
0,019
%
0,000
80,86
0
0,01335
1,035
35,35
0,01335
1,034
34,35
0,607
0,015
74,12
25,96
0,901
0,013
70,75
1,020
0,01335
1,033
24,78
33,35
1,195
0,010
67,38
26
1,015
0,01350
23,60
1,029
28,50
2,621
0,006
50,54
30
26
1,013
17,70
0,01350
1,027
26,50
3,209
0,004
43,80
60
26
15,34
1,012
0,01350
1,026
25,50
3,503
0,003
40,43
120
14,16
26
1,010
0,01350
1,024
23,50
4,091
0,002
33,69
1440
11,80
26
1,008
0,01350
1,022
21,50
4,679
0,001
26,95
9,44
T
(min)
Suhu
(°C)
Rh
k
(Rh,k)
0
27
1,024
0,01335
0,5
27
1,022
1
27
1,021
2
27
15
D
Gambar 3. Kurva distribusi butiran sampel
grumosol
Dari data-data diatas dapat diplotkan
kedalam segitiga tekstur untuk mendapatkan
jenis tanah berdasarkan persentase butiran
pasir, lanau dan lempung. Pada gambar
dibawah ini.
3.
4.
5.
Tambahkan air pada head secara
konstan kemudian tunggu selama 1
menit agar tanah jenuh
Buka kran air bagian bawah, tunggu
aliran air sampai konstan
Ukur air yang keluar selama 30 detik
dengan gelas ukur. Lakukan beberapa
kali sampai hasil yang didapat memiliki
selisih yang minim atau sama.
Tabel 9. Permeabilitas sampel aluvial
Gambar 4. Segitiga jenis tanah sampel
tanah aluvial
No. Contoh
Diameter Dalam Pipa (d)
Diameter Contoh Tanah (d)
Luas Contoh Tanah (A)
Panjang Contoh Tanah (L)
Waktu Mulai T1
Waktu Akhir T2
Head (h)
(T2-T1)
Volume air mengalir (Q)
k = Q.L/(A.h.(t2-t1)
Rata-Rata k
Satuan
cm
cm
cm²
cm
det
det
cm
det
cm³
cm/det
cm/det
cm/jam
1
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
13
0,001
2
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
13
0,001
0,001
4,06
3
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
12
0,001
Tabel 10. Permeabilitas sampel grumosol
No. Contoh
Diameter Dalam Pipa (d)
Diameter Contoh Tanah (d)
Luas Contoh Tanah (A)
Panjang Contoh Tanah (L)
Waktu Mulai T1
Waktu Akhir T2
Head (h)
(T2-T1)
Volume air mengalir (Q)
k = Q.L/(A.h.(t2-t1)
Gambar 5. Segitiga jenis tanah sampel
tanah grumosol
Rata-Rata k
Satuan
cm
cm
cm²
cm
det
det
cm
det
cm³
cm/det
cm/det
cm/jam
1
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
22
0,002
2
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
21
0,002
0,002
6,94
3
0,5
6,5
33,166
10
0
30
113
30
22
0,002
Untuk sampel tanah aluvial masuk
kedalam jenis tanah silt loam, dimana
dominasi butiran lanau lebih besar.
Sedangkan sampel aluvial masuk kedalam
jenis tanah sandy loam dimana jenis butiran
pasir lebih dominan.
Perhitungan Nilai Erodibilitas
Perhitungan nilai erodibilitas tanah
menggunakan nomograph Wischmeier,
dengan data-data persentase lanau + pasir
halus, pasir, kandungan bahan organik, kelas
struktur tanah dan nilai permeabilitas tanah.
Perhitungan Distribusi Butiran
Tahapan-tahapan
perhitungan
untuk
mencari permeabilitas menggunakan metode
constant head adalah sebagai berikut:
Tabel 11. Klasifikasi distribusi butiran
sampel aluvial
1.
2.
Masukkan sampel tanah pada tabung
permeater dan padatkan setiap 3 cm
sampai ketinggian 10 cm
Tutup rapat tabung permeater dan
tambahkan plastisin (malam) agar air
tidak dapat keluar.
Jenis Butiran
Pasir Kasar
Pasir Halus
Lanau + Pasir Halus
Diameter (mm)
0,15 – 2,0
0,075 – 0,15
-
Prosentase
(%)
8,08
11,696
72,79
Tabel 12. Klasifikasi distribusi butiran
sampel grumosol
Diameter (mm)
Jenis Butiran
Prosentase
(%)
24,372
40,6
66,19
0,15 – 2,0
0,075 – 0,15
-
Pasir Kasar
Pasir Halus
Lanau + Pasir Halus
rainfall simulator itu sendiri, adalah sebagai
berikut:
Tabel 13. Hasil analisa bahan organik
C. Organik N. Total
Bahan
C/N Organik
P.Bray1
K
No. Lab
Kode
NH4OAC1N pH; 7
(%)
(%)
(%)
(mg kg-1)
me/100g
TNH 623
ALV
0,09
0,02
4
0,16
4,87
0,44
TNH 624 GM 1
2,09
0,18
12
3,62
4,61
0,99
Sumber : Analisa Laboratorium
tanah FP-UB
Kimia
Gambar 6. Nilai
erodibilitas
aluvial
sampel
1. Siapkan komputer dan hubungkan kabel
antara alat rainfall simulator dengan
komputer
2. Masukkan air bersih pada tangki pencatat
sampai air mendekati batas weir
3. Lakukan pengukuran berat tangki dengan
air tersebut dengan aplikasi dari rainfall
simulator (armsoft)
4. Masukkan data berat tangki dengan air
tersebut dan data erodibilitas tanah
kedalam armsoft
5. Setelah semua siap tutup kembali tirai
mika, nyalakan alat rainfall simulator
dan atur besaran intensitas hujan yang
direncanakan
6. Setelah air melewati weir pada tangki
pencatat, klik zero pada armsoft dan klik
go
7. Setelah 30 menit hentikan aliran hujan
dan klik stop pada armsoft lalu simpan
data tersebut.
Tabel 14. Rekapitulasi percobaan rainfall
simulator sampel aluvial dan
grumosol
Tanah
Aluvial
Jumlah
Grumosol
Aluvial
Rerata
Grumosol
Aluvial
Gambar 7. Nilai
erodibilitas
grumosol
sampel
Nilai erodibilitas yang didapat dari
nomograph Wischmeier diatas adalah 0,461
untuk sampel aluvial dan 0,276 untuk
sampel grumosol.
Perhitungan Hasil Sedimen
Tahapan-tahapan
perhitungan
untuk
mendapatkan
hasil
sedimen
yaitu
menggunakan sofware dari armsoft yang
mana merupakan aplikasi bawaan dari alat
Max
Grumosol
Aluvial
Min
Grumosol
Percobaan
Mass
Above
Weir
[kg]
Flow Rate
Over
Weir
[l/min]
Mass
Reading
Sediment
Yield
[kg]
Mass
of
Sand
[kg]
[g]
Average
Sediment
Yield
[g/min]
1
11,53
15,92
412,09
18,42
307,00
2
27,55
614,01
52,18
420,72
15,29
254,87
3
509,73
14,88
22,58
414,05
14,19
236,46
472,92
1
9,53
12,39
407,79
8,90
148,41
296,82
2
13,83
21,29
406,63
8,56
142,60
285,21
3
25,22
46,19
418,62
5,24
87,39
174,77
1
0,19
0,27
6,87
0,31
5,12
10,23
2
0,46
0,87
7,01
0,25
4,25
8,50
3
0,25
0,38
6,90
0,24
3,94
7,88
1
0,16
0,21
6,80
0,15
2,47
4,95
2
0,23
0,35
6,78
0,14
2,38
4,75
3
0,42
0,77
6,98
0,09
1,46
2,91
1
0,31
0,50
6,92
0,38
6,28
12,57
2
0,65
1,40
7,06
0,31
5,14
10,28
3
0,42
0,77
6,93
0,31
5,18
10,37
1
0,33
0,54
6,88
0,19
3,11
6,21
2
0,47
0,90
6,90
0,17
2,90
5,80
3
0,60
1,26
7,04
0,13
2,22
4,44
1
0,03
0,02
6,83
0,24
4,00
8,00
2
0,08
0,08
6,62
0,17
2,87
5,75
3
0,10
0,10
6,88
0,15
2,58
5,15
1
0,07
0,06
6,72
0,11
1,78
3,55
2
0,07
0,06
6,58
0,10
1,60
3,21
3
0,23
0,33
6,83
0,05
0,84
1,68
Tabel 15. Rekapitulasi sediment yield
sampel aluvial dan grumosol
Sediment Yield
(gram)
1
2
3
Tanah
Rerata
(gram)
Aluvial
307,00
254,87
236,46
266,11
Grumosol
148,41
142,60
87,39
126,13
Perhitungan Nilai Ls
Untuk
perhitungan
nilai
Ls
menggunakan nomograph Ls Wischmeier,
dimana data-data yang dibutuhkan adalah
kemiringan lereng dalam persen (%) dan
faktor panjang lereng dalam meter.
Dengan data dari penelitian sebagai berikut:
L
= 1 meter
Beda Tinggi = 9 cm atau 9 meter
S
= Beda Tinggi / Panjang Lereng . (100)
= 0,09 / 1 . (100)
= 9 % atau 0,09
Dari data-data diatas dapat diplotkan
kedalam nomograph Ls Wischmeier,
didapatkan nilai Ls sebesar 0,15 pada
gambar dibawah.
Gambar 8. Nilai Ls
Perhitungan Erosi
Untuk perhitungan besarnya nilai erosi
dari hasil sediment yield pada pembahasan
sebelumnya di bagi dengan nilai SDR
(Sediment
Delivery
Ratio).
Untuk
mendapatkan nilai SDR menggunakan
persamaan dari Boyce.
A
= 1,2 m2 (luas tangki percobaan)
t
= 30 menit
SDR
= 0,41 x A-0,3
= 0,41 x 1,2 -0,3
= 0,388
Tabel 16. Rekapitulasi hasil erosi dari
rainfall simulator
Tanah
Aluvial
Grumosol
Percobaan
Sediment Yield
(gram)
Erosi Total
(gram/m2)
Erosi
(gr/m2/menit)
1
2
3
1
2
3
307,00
254,87
236,46
148,41
142,60
87,39
659,07
547,14
507,63
318,61
306,14
187,60
21,97
18,24
16,92
10,62
10,2
6,25
Rerata Erosi
(gram/m2/menit)
19,04
9,02
Perhitungan Nilai Erodibilitas Rainfall
simulator
Setelah mendapatkan nilai erodibilitas
tanah
menggunakan
Nomograph
Wischmeier pada pembahasan sebelumnya,
berikut adalah perhitungan nilai erodibilitas
menggunakan metode USLE dengan data
erosi (A) dari alat rainfall simulator.
Intensitas rainfall simulator
Lamanya waktu (t)
Luas tangki (A)
Ls
= 1 liter/menit
= 30 menit
= 1,2 m2
= 0,15
Perhitungan Intensitas hujan Rainfall
simulator
Q
=I.A
1
= I . 1,2
I
= 1/1,2
= 0,833 mm/menit
Sedangkan untuk menghitung ketebalan
curah hujan (CH) yaitu
I
= CH / t
0,833
= CH / 30 menit
CH
= 0,833 . 30
CH
= 25 mm
Tahapan selanjutnya adalah menghitung
energi kinetik menggunakan persamaan
Wischmeier.
Ek
= 11,87 + 8,73 log I
= 11,87 + 8,73 log (0,833)
= 11,17 J/m2/mm
Sedangkan angka koreksi energi kinetik
antara nozzle rainfall simulator dengan
hujan di lapangan menurut Pall, R et al,
1983 adalah 80%.
Sehingga,
EkRainfall simulator= Ek . 80%
= 11,17 . 80%
= 8,94 J/m2/mm
Total Ek atau indeks erosivitas (R) pada
rainfall simulator
R
= Ek . CH
= 8,94 J/m2/mm . 25 mm
= 223,54 J/m2
Berikut adalah contoh perhitungan nilai
erodibilitas (K) percobaan pertama sampel
aluvial.
K
= A/(R . LS . CP)
= 21,97/(223,54. 0,15 . 1)
= 0,655
Untuk selanjutnya perhitungan nilai
erodibilitas berdasarkan erosi dari alat
rainfall simulator dapat dilihat pada tabel
dibawah.
Tabel 17. Rekapitulasi nilai erodibilitas
dari rainfall simulator
Tanah
Aluvial
Grumosol
Percobaan
Erosi
(gr/m2/menit)
Erodibilitas
1
2
3
1
2
3
21,97
18,24
16,92
10,62
10,20
6,25
0,655
0,544
0,505
0,317
0,304
0,186
Rerata
Erodibilitas
0,568
0,269
4. KESIMPULAN
1. Berdasarkan sampel tanah yang diuji di
Laboratorium Tanah dan Air Tanah
Teknik
Pengairan
Universitas
Brawijaya, nilai erodibilitas berdasarkan
nomograph Wischmeier pada sampel
tanah Aluvial sebesar 0,461 dan sampel
tanah
Grumosol
sebesar
0,276.
Perbedaan
ini
disebabkan
oleh
persentase
butiran
pasir,
lanau,
lempung, nilai permeabilitas dan
kandungan bahan organik. Perbedaan
yang cukup signifikan dikarenakan
perbedaan persentase jenis butiran,
dimana pada sampel aluvial lebih
dominan butiran lanau yaitu sebesar
61,10 % sedangkan sampel grumosol
lebih dominan butiran pasir sebesar
64,97 %. Karena ukuran butiran lanau
lebih kecil (0,0074 mm - 0,002 mm)
daripada butiran pasir (0,0075 mm –
0,25 mm) sehingga lebih mudah tererosi
daripada butiran pasir.
2. Besaran sediment yield pada sampel
tanah aluvial percobaan pertama adalah
307,00 gram, percobaan kedua 254,87
gram dan percobaan ketiga sebesar
236,46 gram. Sedangkan pada sampel
tanah grumosol percobaan pertama
adalah 148,41 gram, percobaan kedua
142,60 gram dan percobaan ketiga
sebesar 87,39 gram. Kecenderungan
terjadi penurunan pada setiap percobaan
dikarenakan penyimpanan sampel yang
ditumpuk sehingga sampel pada
percobaan akhir mengalami perubahan
sifat menjadi lebih padat.
3. Sedangkan perbandingan hasil erosi
pada sampel tanah aluvial dan sampel
tanah
grumosol
adalah
19,04
gram/m2/menit untuk sampel tanah
aluvial dan 9,02 gram/m2/menit untuk
sampel tanah grumosol. Perbedaan yang
signifian ini disebabkan oleh perbedaan
nilai erodibilitas tanah, dimana sampel
Aluvial memiliki nilai erodibilitas lebih
besar
dibanding
dengan
nilai
erodibilitas sampel grumosol.
4. Untuk perbandingan nilai erodibilitas
tanah antara sampel tanah aluvial dan
grumosol dengan rainfall simulator
yaitu 0,655 pada percobaan pertama
sampel aluvial, percobaan kedua
sebesar 0,544 dan 0,505 pada percobaan
ketiga. Sedangkan sampel tanah
grumosol yaitu 0,317 pada percobaan
pertama, 0,304 pada percobaan kedua
dan pada percobaan ketiga sebesar
0,186.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, Sitanala. 2010. Konservasi Tanah
& Air. Bogor : IPB Press.
Asdak,
C.
1995.
Hidrologi
dan
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.
Yogyakarta : Gadjah Mada University
Press.
Montarcih, L. 2010. Hidrologi Praktis.
Bandung : Lubuk Agung.
Pall, R. Dickinson, W. T. Beals. & McGirr,
R. 1983. Development And Calibration
Of A Rainfall simulator. Canadian
Agricultural Engineering. 25: 181187.
Wischmeier, W.H., dan D.D. Smith. 1978.
Predicting Rainfall Erosion Losses A
Guide to Conservation Planning.
USDA Agriculture Handbook No. 537.
58 halaman.