Laju aliran dan erosi permukaan di lahan hutan

4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Siklus Hidrologi
Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan bumi, terjadinya, peredaran
dan agihannya, sifat-sifat kimia dan fisika, dan reaksi dengan lingkungan,
termasuk hubungannya dengan mahluk-mahluk hidup. Karena perkembangannya
yang begitu cepat hidrologi telah menjadi ilmu dasar bagi pengelolaan
sumberdaya air (rumah tangga air) yang merupakan pengembangan, agihan dan
penggunaan sumberdaya air secara terencana. (Seyhan 1977).
Air di permukaan bumi terus menerus mengalami sirkulasi. Pertama air
menguap ke udara melalui beberapa proses dan jatuh sebagai hujan ke permukaan
laut atau daratan. Sebelum sampai ke permukaan tanah sebagian air menguap dan
sebagian lagi tertahan pada tumbuhan yang sebagian akan menguap lagi dan
sisanya mengalir melalui aliran batang (stemflow). Air yang jatuh ke permukaan
tanah sebagian akan meresap (terinfiltrasi) dan sebagian akan mengisi lekuklekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang lebih rendah,
dan masuk ke sungai dan akhirnya bermuara untuk sampai ke laut. Air yang
masuk ke dalam tanah sebagian akan keluar lagi dan masuk ke sungai, tetapi
sebagian lagi akan sebagai air bawah tanah yang akan keluar sedikit demi sedikit
dalam jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah-daerah yang
rendah. Dengan demikian sungai menampung tiga jenis aliran, yaitu aliran
permukaan (surface run-off), aliran bawah permukaan (interflow atau sub-surface
runoff) dan air bawah tanah (groundwater runoff) yang akhirnya akan mengalir ke
laut. Siklus yang kontinyu antara air laut dan air daratan disebut sebagai siklus
hidrologi. (Sosrodarsono dan Takeda 1983).
2.2 Pengertian Erosi dan Aliran Permukaan
Erosi adalah hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian tanah
dari suatu tempat oleh air atau angin. Kerusakan yang ditimbulkan oleh erosi
dapat menyebabkan hilangnya lapisan tanah yang subur dan baikuntuk
pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap dan
5
menahan air. Dengan demikian kerusakan yang ditimbulkan oleh peristiwa erosi
terjadi di dua tempat, yaitu pada tanah tempat erosi terjadi dan pada tempat tujuan
akhir tanah yang terangkat tersebut diendapkan (Arsyad 1989).
Erosi dapat timbul akibat adanya aksi dispersi dan tenaga pengangkut oleh
air hujan yang mengalir di permukaan tanah. Untuk mengetahui batapa seriusnya
masalah erosi, dapat digunakan beberapa pendekatan. Pendekatan yang umum
digunakan adalah dengan mengukur luas lahan yang rusak, intensitas erosi,
maupun akibat yang ditimbulkan oleh erosi. Proses erosi bermula dengan
terjadinya penghancuran agregat-agregat tanah sebagai akibat pukulan air hujan
yang mempunyai energi yang lebih besar daripada daya tahan tanah. Hancuran
dari tanah ini akan menyumbat pori-pori tanah, maka kapasitas infiltrasi tanah
akan menurun dan mengakibatkan air mengalir di permukaan tanah, dan disebut
sebagai limpasan permukaan (Arsyad 1989).
Limpasan permukaan mempunyai energi untuk mengikis dan mengangkut
partikel-partikel tanah yang telah dihancurkan. Selanjutnya jika tenaga limpasan
permukaan sudah tidak mampu lagi mengangkut bahan-bahan hancuran tersebut,
maka bahan-bahan ini akan diendapkan. Dengan demikian ada tiga proses yang
bekerja secara berurutan dalam proses terjadinya erosi, yaitu diawali dengan
proses penghancuran agregat-agregat dan diakhiri dengan pengendapan (Utomo
1989).
Erosi, sedimentasi dan pengangkutan adalah akibat pengaruh air yang
mengalir yang disebut tiga pengaruh yang besar. Pengangkutan sedimen oleh air
yang mengalir dibagi dalam pengangkutan oleh suspens dan pengangkutan oleh
gaya seret (tractive force). Pengangkutan oleh suspensi adalah peristiwa dispersi
(penyebaran) air yang oleh daya seret adalah peristiwa gaya yang diakibatkan oleh
aliran pada butir-butir pasir. Pengaruh-pengaruh ini adalah akibat kombinasi dari
karakteristik hidrolis aliran dan karakteristik pasir dan kerikil dasar sungai.
(Sosrodarsono dan Takeda 1983).
Erosi adalah istilah yang digunakan bidang geologi untuk menggambarkan
proses pembentukan alur-alur atau parit-parit dan penghanyutan bahan-bahan
padat oleh aliran air. Erosi dan sedimentasi menjadi penyebab utama
berkurangnya kapasitas saluran atau sungai akibat pengendapan material hasil
6
erosi. Dengan berjalannya waktu, aliran air terkonsentrasi ke dalam suatu lintasanlintasan yang agak dalam, dan mengangkut partikel tanah dan diendapkan ke
daerah di bawahnya yang mungkin berupa: sungai, waduk, saluran irigasi, ataupun
area pemukiman penduduk. Erosi permukaan (surficial erosion) merupakan
proses pelepasan dan pengangkutan partikel tanah secara individu oleh akibat
hujan, angin atau es. Erosi percikan (erosion splash) adalah erosi yang merupakan
hasil dari percikan/benturan air hujan secara langsung pada partikel tanah dalam
keadaan basah. Besarnya curah hujan, intensitas, dan distribusi hujan menentukan
kekuatan penyebaran hujan ke permukaan tanah, kecepatan aliran permukaan
serta kerusakan erosi yang ditimbulkannya. Erosi lembaran (sheet erosion) adalah
erosi akibat terlepasnya tanah dari lereng dengan tebal lapisan yang tipis. Erosi
tidak tampak oleh mata, karena secara umum hanya kecil saja terjadi perubahan
bentuk permukaan tanah. Setelah erosi semakin bertambah, baru terlihat adanya
permukaan lahan yang kering tanpa adanya tumbuhan-tumbuhan yang berarti.
Erosi alur (rills erosion) adalah erosi akibat pengikisan tanah oleh aliran air yang
membentuk parit atau saluran kecil, dimana pada bagian tersebut telah terjadi
konsentrasi aliran air hujan di permukaan tanah. Aliran air menyebabkan
pengikisan tanah, lama-kelamaan membentuk alur-alur dangkal pada permukaan
tanah yang arahnya memanjang dari atas ke bawah. Erosi parit (gully erosion)
adalah kelanjutan dari erosi alur, yaitu terjadi bila alur-alur menjadi semakin lebar
dan dalam yang membentuk parit dengan kedalaman yang dapat mencapai 1
sampai 2,5 m atau lebih. Parit ini membawa air pada saat dan segera setelah hujan,
dan tidak seperti alur parit tidak dapat lenyap oleh pengolahan tanah secara
normal. Parit-parit cenderung terbentuk menyerupai huruf V dan huruf U, dimana
aliran limpasan dengan volume yang besar terkonsentrasi dan mengalir ke bawah
lereng terjal pada tanah yang mudah terbawa erosi. Bila tanah tahan terhadap
erosi, maka alurnya berbentuk V, bila tidak tahan erosi (tanah-tanah tak
berkohesi) berbentuk U. Erosi sungai/saluran (stream/channel erosion) adalah
erosi yang terjadi akibat terkikisnya permukaan tanggul sungai dan gerusan
sedimen di sepanjang dasar saluran. Erosi tipe ini harus ditinjau secara terpisah
dari tipe-tipe erosi yang telah dipelajari sebelumnya yang diakibatkan oleh air
7
hujan. Erosi semacam ini dipengaruhi oleh variabel hidrologi/hidrolik yang
mempengaruhi sistem sungai. (Hardiyatmo 2006).
Aliran permukaan mulai terjadi jika laju pasok air hujan lebih tinggi dari
pada laju perembesan ke dalam tubuh tanah. Volume air aliran permukaan akan
terus bertambah dengan semakin banyaknya air yang tidak dapat memasuki tubuh
tanah (Poerwowidodo 1991).
2.3 Metode Pengukuran Aliran Permukaan dan Erosi
Pengukuran laju erosi tanah terjadi dapat menggunakan 2 metode, yaitu
kualitatif dan kuantitatif. Metode-metode yang kualitatif antara lain metode potret
udara dan metode citra satelit. Sedangkan metode pengukuran kuantitatif meliputi
meliputi metode-metode pengukuran permukaan tanah, metode ukur cepat,
metode tongkat ukur dan metode petak ukur kecil (Effendi 1996).
1. Metode Penurunan Permukaan Tanah
Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui banyaknya masa tanah
yang telah tererosi dari jalur-jalur aliran-aliran permukaan di suatu lahan.
Penetapan tebal lapisan tanah di jalur aliran permukaan yang telah tererosi
dilakukan berdasarkan perbedaan ketinggian antara titik pengamatan di dasar
alur erosi. Penetapan tebal lapisan tanah di sekitar pohon yang telah tererosi
dilakukan berdasarkan perbedaan ketinggian antara titik pengamatan di lokasi
yang searah dengan pangkal akar pohon dengan beberapa titik pengamatan di
permukaan tanah yang terpampang saat ini (Effendi 1996).
2. Metode Ukur Cepat
Metode ukur cepat efektif untuk menetapkan masa tanah yang telah
tererosi dan alur-alur erosi pada sebidang lahan, Penetapan banyaknya massa
yanag yang telah tererosi dari alur-alur adalah dengan mengukur panjang
lokasi kajian yang memperlihatkan adanya erosi alur, menghitung banyaknya
alur-alur erosi di lokasi kajian, meghitung rata-rata lebar alur, menghitung luas
total penampung alur, menghitung rata-rata luas penampung alur, dan
menghitung volumen total alur (Effendi 1996).
8
3. Metode Tongkat Ukur
Metode ini menggunakan suatu alat untuk mengukur perubahan
kedalaman tanah akibat tererosi atau tertimbun yang berwujud tongkat
bertanda ukur dengan bahan tahan lapuk selama pemakaian, ringan, mudah
diperoleh, dan murah. Tongkat ukur tersebut dibenamkan ke dalam tanah
sampai tanda nol berada tepat di permukaan tanah. Pemantauan laju erosi
tanah di suatu lahan memerlukan lebih dari satu titik pengamatan, untuk
ituperlu penempatan tongkat ukur yang dapat mewakili penampilan lahan.
Setelah terjadi kejadian hujan tertentu akan terjadi perubahan tinggi
permukaan tanah di titik-tittik pengamatan. Besarnya laju erosi tanah yang
terjadi di dapat dengan mengalikannya dengan bobot isi tanah di lokasi kajian
(Effendi 1996).
4. Metode Petak Ukur Kecil
Pembuatan petak ukur erosi tanah yang sesuai dengan aturan USLE
kadang tidak mungkin dilakukan karena alasan waktu dan biaya. Ada suatu
petak ukur tetap yang berukuran 200 m2 supaya memungkinkan pengukuran
laju erosi tanah untuk jangka waktu yang cukup lama, yang diletakkan di
lokasi-lokasi dengan keadaan tumbuhan beranekaragam (Effendi 1996).
2.4 Metode Pendugaan Aliran Permukaan dan Erosi
Secara ideal metoda prediksi erosi harus memenuhi persyaratanpersyaratan yang nampaknya bertentangan, yaitu dapat diandalkan, secara
universal dapat digunakan dengan data yang mínimum, komperhensif dalam hal
faktor-faktor yang digunakan, dan mempunyai kemampuan untuk mengikuti
perubahan-perubahan tata guna tanah dan tindakan konservasi. Terdapat 3 (tiga)
model utama yaitu model fisik, model analog dan model digital. Model digital
terdiri atas model deterministik, model stochastik dan model parametrik. Dalam
prediksi erosi yang umum digunakan pada saat ini adalah model parametrik,
terutama tipe kotak kelabu (Effendi 1996).
Metode fisik adalah model dalam bentuk kecil keadaan sebenarnya yang
biasa dibuat di laboratorium, asumsinya adalah bahwa terdapat kesamaan dinamik
antara model dengan keadaan sebenarnya (Effendi 1996).
9
Metode analog adalah menggunakan sistem mekanikal atau listrik yang
analog dengan sistem yang diselidik, sebagai contoh aliran listrik yang digunakan
adalah untuk mensimulasikan aliran air (Effendi 1996).
Model digital didasarkan atas penggunaan komputer digital untuk
memproses data yang banyak dalam waktu yang singkat. Model digital ini terdiri
dari : Model Deterministik, Model Stokastik dan Model Parametrik (Effendi
1996).
Model determenistik didasarkan pada persamaan matematik untuk
menjelaskan proses yang berperan di dalam model, dengan memperhitungkan
hukum kontinuitas atau konservasi massa dan energi (Effendi 1996).
Model Stokastik didasarkan atas pengembangan urutan sintetik data yang
berasal dari sifat statistik data contoh yang tersedia, berguna bagi untuk
menghasilkan urutan masukan bagi model parametrik jika data yang tersedia
hanya dari pengamatan yang pendek (Effendi 1996).
Model Parametrik didasarkan atas penggunaan hubungan yang secara
statistik nyata antara peubah-peubah yang dianggap penting dari sejumlah data
yang cukup tersedia. Tiga tipe análisis yang dikenal adalah : kotak hitam, yaitu
jika hanya masukan dan keluaran yang ditelaah; kotak kelabu, yaitu jika cara kerja
sistem itu ditelaah agak detail; dan kotak putih jika semua rincian bagaimana
sistem itu bekerja dikemukakan. Contoh-contoh model parametrik untuk
memprediksi erosi dengan pendekatan kotak hitam, kelabu, dan kotak putih dan
model determenistik dikemukakan di bawah ini (Effendi 1996).
Pendekatan kotak hitam; meliputi penyesuaian masukan (yaitu curah
hujan) dengan keluaran (sedimen) dengan suatu fungsi matematik yang sederhana
tanpa usaha untuk memasukkan hubungan atau parameter-parameter lain yang
berpengaruh. Suatu contoh yang khas dari persamaan ini adalah :
Qs= a x Qw x b .................................................................................................. (1)
Qa menyatakan banyaknya tanah yang terangkut, Qw adalah banyakny
aliran permukaan, a adalah konstanta yang merupakan indeks kehebatan erosi dan
b adalah konstanta. Hubungan yang ditunjukan dalam persamaan (1) berlaku
umum, akan tetapi nilai konstanta a dan b berubah-ubah berbeda untuk sutu
tempat dengan tempat lain (Effendi 1996).
10
Model kotak kelabu; model ini umumnya didapat secara empirik, yang
berakhir dalam bentuk hubungan antara besarnya erosi dengan sejumlah peubah
berupa persamaan regresi (Effendi 1996).
Model kotak kelabu suatu Daerah Aliran Sungai (DAS); mengembangkan
kotak kelabu suatu DAS artinya untuk pengukuran erosi dilakukan ditempat
keluarnya sedimen terbawa dari DAS tersebut, untuk satu kejadian hujan, sebagai
berikut :
Log Qs = 1,1402  0,0524 DUR – 0,7764 Log Qw + 1,3735 Log Qq + 0,9892 Log
 0,4961 Log Qap + 0,2963 DY ......................................................... (2)
yang menyatakan Qs adalah hasil sedimen dalam Kg, DUR adalah waktu hujan
dalam jam, Qw adalah puncak laju aliran sungai dalam liter per detik, Qq adalah
laju puncak aliran di atas permukaan tanah yang dihitung dengan mengurangi laju
aliran sungai dengan aliran dasar (base flow) dalam liter per detik , QQ adalah
jumlah aliran diatas permukaan tanah (mm), Qap adalah laju aliran sungai
sebelum hidrograf naik, dalam liter per detik (Effendi 1996).
Ispriyanto 2001 menyebutkan bahwa : model ktotak kelabu untuk
sebidang tanah : Universal Soil Loss Equation (USLE); USLE memungkinkan
perencana menduga laju rata-rata erosi suatu bidang tanah tertentu pada suatu
kecuraman lereng dengan pola hujan tertentu untuk setiap macam pertanaman dan
tindakan pengelolaan (tindakan konservasi tanah) yang mungkin dilakukan atau
sedang digunakan. USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk
memprediksi erosi jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan
tertentu. Perkiraan jumlah erosi yang akan terjadi pada suatu lahan bila
pengolahan lahan tidak mengalami perubahan dilakukan dengan menggunakan
rumus USLE :
........................................................................................ (3)
dimana :
A
R
K
LS
C
P
: Jumlah erosi (ton/ha/tahun)
: Faktor erosivitas hujan
: Faktor erodibilitas tanah
: Faktor panjang dan kemiringan lereng
: Faktor tanaman (penggunaan tanaman)
: Faktor teknik konservasi tanah
11
USLE-M (Modified USLE); versi prediksi eros suatu kejadian hujan
persamaan USLE-M ditulis sebagai berikut:
...................................................... (4)
dengan definisi faktor-faktor sama dengan USLE, yang membedakan adalah di
faktor R, K, C, dan P dimana :
A
RUMe
KUMe
LS
CUMe
PUMe
: Jumlah erosi (ton/ha/tahun)
: Faktor erosivitas hujan MUSLE
: Faktor erodibilitas tanah MUSLE
: Faktor panjang dan kemiringan lereng
: Faktor tanaman (penggunaan tanaman) MUSLE
: Faktor teknik konservasi tanah MUSLE
RUSLE (Revisied Universal Soil Loss Equation); RUSLE adalah suatu
model erosi yang didesain untuk memprediksi besarnya erosi tahunan (A) oleh
aliran permukaan dari suatu bentang berlereng dengan tanaman dan sistem
pengelolaan tertentu. RUSLE telah digunakan juga untuk memprediksi besarnya
erosi dari padang rumput dan lahan non-pertanian seperti lahan untuk bangunan.
Dengan pemilihan yang tepat mengenai nilai faktor yang digunakan, RUSLE
dapat menghitung erosi rata-rata untuk suatu sistem pergiliran tanaman dalam satu
tahun atau untuk satu fase pertumbuhan tanaman (Effendi 1996).
Arsyad (1989) menyebutkan bahwa : model deterministik, didasarkan atas
hukum konservasi massa dan energi. Pada umumnya model-model tersebut
menggunakan persamaan differensial khusus yang dikenal sebagai persamaan
kontinuitas yang merupakan pernyataan konservasi materi sewaktu bergerak
melalui ruangan selam suatu waktu. Persamaaan tersebut dapat digunakan untuk
erosi tanah dari bagian-bagian atau segmen kecil dari suatu lereng sebagai berikut.
Terdapat masukan materi ke dalam suatu segmen sebagai hasil pelepasan butirbutir tanah pada segmen tersebut dan masukan sedimen dari bagian di sebelah
atasnya. Terdapat keluaran material melalui proses pengangkutan oleh percikan
hujan (rain splash) dan aliran permukaan. Jika proses pengangkutan melmpunyai
kapasitas untuk mngeluarkan semua material, maka akan terdapat kehilangan
tanah dari segmen tersebut. Jika kapasitas transport tersebut tidak cukup, maka
akan terdapat pertambahan bahan pada segmen tersebut. Jadi persamaan tersebut
dapat ditulis :
Masukan  Keluaran = Kehilangan atau penambahan material ........................... (5)
12
2.5 Air tanah
Air tanah ditemukan pada formasi geologi permeabel (tembus-air) yang
dikenal sebagai akifer (juga disebut sebagai reservoir air tanah, formasi pengikat
air, dasar-dasar yang tembus air yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar
untuk bergerak melaluinya pada kondisi lapangan yang biasa. Air tanah juga
ditemukan pada akliklud (atau dasar semi permeabel) yang mengandung air akan
tetapi tidak mampu memindahkan jumlah air yang nyata (seperti liat). Akifer
ditemukan pada sejumlah lokasi. Deposit glasial pasir dan kerikil, kipas aluvial
dataran banjir dan deposit delta pasir semuanya merupakan sumber-sumber air
yang sangat baik. (Seyhan 1977).
Sebagian besar air tanah yang asalnya dari permukaan bumi meresap ke
bawah. Air tanah itu terdapat pada lapisan tanah teratas, bila ini berliang dan
renik, dinamakan air tanah phretis. Lain halnya air tanah terdapat antara dua
lapisan kedap dan ini dinamakan air tanah thubir. Air tanah phretis mempunyai
permukaan air yang dinamakan permukaan phretis dan menghubung semua
permukaan air- bebas yang terdapat di sumur-sumur, danau-danau, terusanterusan, dan lain-lain. Diatas daerah phretis ini terdapat suatu daerah yang terisi
oleh air karena gejala kapiler. (Wirjodihardjo 1952).
2.6 Pengertian dan Teknik KTA
Konservasi tanah berarti penempatan setiap bidang tanah pada cara
penggunaan
yang
sesuai
dengan
kemampuan
tanah
tersebut
dan
memperlakukannya sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan agar tidak terjadi
kerusakan tanah. Usaha-usaha konservasi tanah ditujukan untuk kepentingan yaitu
: (1) Mencegah terjadinya kerusakan tanah, (2) Memperbaiki tanah yang rusak, (3)
Menetapkan kelas kemampuan lahan dan tindakan-tindakan atau perlakuan yang
diperlukan agar lahan tersebut dapat dipergunakan untuk waktu yang tak terbatas
(Sinukaban 1986).
Setiap macam penggunaan tanah mempunyai pengaruh yang berbeda
terhadap kerusakan tanah oleh erosi. Macam penggunaan tanah pertanian
ditentukan oleh jenis tanaman, cara bercocok tanam dan intensitas penggunaan
tanah.Teknologi yang digunakan pada setiap penggunaan tanah akan menentukan
13
apakah akan didapat penggunaan dan produksi yang lestari dari sebidang tanah.
(Arsyad 1989).
Metode konservasi tanah dan air dapat digolongkan ke dalam tiga
golongan utama, yaitu : (1) Metode Mekanik, (2) Metode Vegetatif, dan (3)
Metode Kimia (Arsyad 1989).
1. Metode Mekanik
Konservasi tanah mekanik adalah semua perlakuan fisik mekanis yang
diberikan terhadap tanah, dan pembuatan bangunan yang ditujukan untuk
mengurangi aliran permukaan dan erosi serta meningkatkan kelas kemampuan
tanah. Teknik konservasi ini dikenal dengan sebutan metode sipil teknis.
Perlakuan fisik mekanis terhadap tanah tetap diperlukan meskipun metode sipil
teknis bukan menjadi pilihan utama. Misalnya, meskipun tindakan konseravasi
tanah vegetatif, menjadi pilihan utama, namun perlakuan fisik mekanis seperti
pembuatan Saluran Pembuangan Air (SPA), atau bangunan terjunan masih tetap
diperlukan untuk mengalirkan sisa aliran permukaan yang tidak terserap oleh
tanah. Teknik konservasi tanah mekanis juga perlu dipertimbangkan bila masalah
erosi cukup serius, dan/atau teknik konservasi vegetative, seperti penggunaan
rumput atau legume sebagai tanaman penguat teras, penggunaan mulsa, ataupun
pengaturan pola tanam.
Teras merupakan metode konseravsi tanah yang ditujukan untuk
mengurangi panjang lereng, menahan air sehingga mengurangi kecepatan dan
aliran permukaan, serta memperbesar peluang penyerapan air oleh tanah.
1.
Teras Bangku
Teras bangku atau teras tangga dibuat dengan cara memotong panjang
lereng dan meratakan tanah di bagian bawahnya, sehingga terjadi suatu deretan
bangunan yang berbentuk sperti tangga.
Fungsinya adalah :
a. Memperlambat aliran permukaan
b. Menampung dan mengalirkan aliran permukaan dengan kekuatan yang
tidak merusak
c. Meningkatkan laju infiltrasi
d. Mempermudah pengolahan tanah
14
Sebagian besar petani merasakan bahwa teras bangku adalah bangunan
konservasi yang relatif tidak mudah rusak, selain itu teras juga dapat
mempermudah praktek pengolahan tanah. Dipandang dari segi teknis, teras
bangku merupakan suatu teknik pengendalian erosi yang efektif.
Beberapa tipe teras bangku : (1) Teras Bangku Datar, (2) Teras bangku
Miring keluar, (3) Teras Bangku miring ke dalam, (4)Teras Irigasi.
2.
Teras gulud
Teras Gulud adalah barisan guludan yang dilengkapi dengan saluran air di
bagian belakang guludnya. Metode ini dikenal pula dengan istilah guludan
bersaluran.
Fungsi dari teras gulud hampir sama dengan teras bangku, yaitu untuk
menahan laju aliran permukaan dan meningkatkan penyerapan air ke dalam tanah.
Saluran air dibuat untuk mengalirkan aliran permukaan dari bidang olah ke SPA.
Untuk meningkatkan efektivitas teras gulud dalam menanggulangi erosi dan aliran
permukaan, serta agar guludan tidak mudah rusak sebaiknya guludan diperkuat
tanaman penguat teras. Jenis Tanaman yang dapat digunakan sebagai penguat
teras bangku , dapat juga digunakan sebagai tanaman penguat teras gulud. Sebagai
kompensasi kehilangan luas bidang olah, bidang teras gulud dapat juga ditanami
cash crops misalnya tanaman katuk, cabai rawit, dan jenis cash crops lainnya.
3.
Teras Kredit
Teras kredit adalah teras yang terbentuk secara bertahap karena
tertahannya partikel-partikel tanah yang tererosi oleh barisan tanaman yang
ditanam rapat seperti tanaman pagar atau strip rumput yang ditanam searah
kontur.
4.
Teras Individu
Teras Individu adalah teras yang dapat dibuat pada setiap individu
tanaman, terutama tanaman tahunan. Jenis teras ini biasa diaplikasikan pada areal
perkebunan atau tanaman buah-buahan.
Fungsinya adalah:
a. Mengurangi laju erosi dan aliran permukaan
b. Meningkatkan ketersediaan air bagi tanaman tahunan
15
c. Memfasilitasi pemeliharaan tanaman tahunan, sehingga tidak semua lahan
terganggu dengan adanya aktivitas pemeliharaan, Seperti pemberian
pupuk, penyiangan dan lain-lain.
Teras individu tergolong efektif dalam mengendalikan erosi, hasil
penelitian menunjukan pada tahun pertama setelah pembuatan teras individu, erosi
yang terjadi 8,5 ton/ha/tahun dan menurun pada tahun kedua menjadi
3,3/ton/ha/tahun.
5.
Teras Kebun
Teras kebun merupakan jenis teras lain, yang dirancang untuk tanaman
tahunan khususnya tanaman buah-buahan. Teras dibuat dengan interval yang
bervariasi menurut jarak tanam.
Tujuan dari pembuatan teras ini adalah :
a.
Mengefisienkan penerapan teknik konservasi tanah
b.
Memfasilitasi pengolahan lahan diantaranya fasilitas jalan kebun, dan
penghematan tenaga kerja dalam pemeliharaan kebun.
Hasil penelitian di berbagai lokasi pada berbagai jenis tanah menunjukan
bahwa teras bangku, teras gulud, teras kredit dan teras individu merupakan
metode konservasi tanah yang efektif dalam menanggulangi aliran permukaan dan
erosi. Efektivitas teras gulud dalam menahan erosi tidak setinggi teras bangku,
namun bila teras gulud mampu menahan erosi sampai dibawah batas erosi yang
diperbolehkan, dan lahan belum diteras bangku, maka disarankan pilihan
diprioritaskan pada teras gulud mengingat biaya pembuatan yang jauh lebih
rendah dan relatif lebih mudah untuk diterapkan.
Proyek penelitian penyelamatan hutan tanah dan air menganjurkan agar
pemilihan teknik konservasi mekanik mempertimbangkan kedalaman tanah,
kemiringan lahan, dan kepekaan tanah terhadap erosi. Penerapan teknik
konservasi tanah juga dianjurkan untuk selalu disertai dengan penanaman tanaman
penguat teras.
Efektivitas teras, baik teras gulud maupun teras bangku semakin
meningkat dengan berjalannya waktu. Teras kredit membutuhkan waktu lebih
lama dibandingkan dengan teras gulud dan teras bangku untuk dapat berfungsi
baik sebagai pengendali erosi. Untuk menjaga efektivitasnya, pemeliharaan teras
16
sangat dianjurkan, diantaranya pemeliharaan penguat teras, saluran dan lain
sebagainya sebaiknya dilakukan secara rutin (Arsyad, 1989).
2. Metode Vegetatif
Metode vegetatif adalah penggunaan tanaman dan tumbuhan atau bagianbagian tumbuhan atau sisa-sisanya untuk mengurangi daya tumbuk butir hujan
yang jatuh, mengurangi jumlah dan kecepatan aliran permukaan yang pada
akhirnya mengurangi erosi tanah. Dalam konservasi tanah dan air metode
vegetatif mempunyai fungsi, yaitu : (1) Melindungi tanah terhadap daya perusak
butir-butir hujan yang jatuh, (2) Melindungi tanah terhadap daya perusak aliran air
yang mengalir di permukaan tanah, (3) Memperbaiki kapasitas infiltrasi tanah dan
penahan air yang langsung mempengaruhi besarnya aliran permukaan. Metode
vegetatif dalam konservasi tanah vegetatif : (Arsyad 1989).
a.
Penanaman dalam strip
Penanaman dalam strip adalah suatu sistem bercocok tanam yang beberapa
jenis tanaman ditanam dalam strip yang berselang-seling pada sebidang tanah
pada waktu yang sama dan disusun memotong lereng atau menurut garis
kontur.Biasanya tanaman yang digunakan adalah tanaman pangan atau
tanaman semusim lainnya diselingi dengan strip-strip tanaman yang tumbuh
rapat berupa tanaman penutup tanah atau pupuk hijau.
b.
Penggunaan sisa-sisa tanaman
Penggunaan sisa-sisa tanaman atau tumbuhan untuk konservasi tanah dan air
dalam bentuk mulsa dan pupuk hijau. Dalam bentuk mulsa, sisa-sisa tanaman
atau tumbuhan yang telah dipotong-potong disebarkan merata diatas
permukaan tanah. Jika digunakan sebagai pupuk hijau, sisa-sisa tanaman atau
tumbuhan
juga dapat
ditumpuk
pada tempat
tertentu dan dijaga
kelembapannya sampai terjadi humifikasi sehingga terbentuk kompos
sebelum digunakan sebagai pupuk organik.
c.
Geotekstil
Geotekstil adalah tekstil (barang tenun atau tenunan) permeabel yang
digunakan dalam pekerjaan-pekerjaan yang berhubungan dengan tanah,
fondasi bangunan, dan batuan, atau bahan-bahan yang digunakan dalam
pekerjaan geoteknik sebagai bagian integral proyek buatan manusia.
17
Geotekstil dapat terbuat dari bahan alami atau bahan sintetik, yang
mempengaruhi ketahanannya setelah dipasang dan cara pemasangannya.
Bahan alami terdiri atas bagian atau produk tumbuh-tumbuhan tidak tahan
lama oleh karena mengalami perombakan (degradasi) yang oleh karenanya
disebut geotekstil sementara, sedangkan dari bahan tekstil sintetik tidak
mengalami perombakan sehingga tidak mengalami perombakan maka disebut
sebagai geotekstil permanen.
d.
Strip Penyangga Riparian
Tumbuhan berupa pohonan, rumputan dan semak-semak atau campuran
berbagai bentuk dan jenis vegetasi yang ditanam sepanjang tepi kiri dan kana
sungai disebut riparian buffers strips atau filter strips yang dalam Bahasa
Indonesianya adalah strip penyangga riparian atau penyangga riparian atau
strip filter. Secara umum digunakan istilah jalur hijau sungai. Penyangga
riparian berfungsi untuk menjaga kelestarian fungsi sungai dengan cara
menahan atau menangkap tanah (lumpur) tererosi serta unsur-unsur hara dan
bahan kimia termasuk pestisida yang terbawa, dari lahan dibagian kiri dan
kanan sungai agar tidak sampai masuk sungai. Penyangga riparian juga
berfungsi menstabilkan tebing sungai. Pohonan yang ditanam disepanjang
sungai juga lebih mendinginkan air sungai yang menciptakan lingkungan
yang baik bagi pertumbuhan berbagai jenis binatang air.
3. Metode Kimia
Metode kimia dalam konservasi tanah dan air adalah penggunaan preparat
kimia baik berupa senyawa sintetik maupun berupa bahan alami yang telah diolah
dalam jumlah yang relatif sedikit, untuk meningkatkan stabilitas agregat tanah dan
mencegah erosi. Cara kerjanya adalah dengan suntikan atau injeksi pada sebidang
tanah. Di antara beberapa macam bahan yang dipergunakan adalah campuran
dimethyl dichlorosilane dan metal trichlorasilane yang dikenal dengan MCS.
Bahan kimia ini merupakan cairan yang mudah menguap dimana gas yang
terbentuk bercampur dengan air tanah. Senyawa yang berbentuk menyebabkan
agregat tanah menjadi stabil (Arsyad 1989).
Struktur tanah yang stabil merupakan salah satu faktor yang berpengaruh
positif terhadap pengurangan kepekaan erosi tanah dan pertumbuhan tanaman,
18
bahan organik tanah sangat berperan sebagai reservoir unsur hara, memperbaiki
struktur tanah, drainase tanah, peredaran udara tanah (aerasi), kapasitas tukar
kation tanah, kapasitas penyangga tanah, kapasitas penahan air tanah dan
merupakan sumber energi mikro-organisme (Arsyad 1989).
2.7 Aliran dan Erosi Permukaan di Lahan dengan Berbagai Bentuk
Penggunaan Lahan
Hasil Penelitian Ispriyanto (2001) yang dilaksanakan selama 3 bulan
antara bulan Agustus sampai bulan Oktober 2000 bertempat di wilayah Perum
Perhutani Unit III Jawa Barat, Wilayah Kerja Tenjowaringin, BKPH Singaparana,
KPH Tasikmalaya. Areal Penelitian merupakan areal tumpangsari tegakan pinus
merkusii Jungh. et de Vriese yang berumur 1 tahun. Metode yang digunakan
dalam penelitian ini menggunakan 3 macam metode, yaitu : Metode 1 pengukuran
erosi dengan menggunakan plot pengukuran erosi dan aliran permukaan (E1),
Metode 2 pengukuran dengan menggunakan tongkat ukur (E2), Metode 3
pengukuran erosi dengan menggunakan modifikasi rumus USLE (E3).
Hasil pengukuran erosi (E1) selama 1 tahun di plot A (teras bangku)
sebesar 6,44 ton/ha/tahun dan erosi di plot B sebesar 0,90 ton/ha/tahun. Plot A ini
adalah plot dengan luasan 0,064 ha, tutupan vegetasi padi, bobot isi tanah 0,57
gram/cm3 dan dengan jenis tindakan KTA teras bangku. Plot B ini adalah plot
dengan luasan 0,142 ha,tutupan vegetasi kacang merah, bobot isi tanah 0,66
gram/cm3 dan dengan jenis tindakan KTA teras gulud. Aliran permukaan di plot
A 19,36 mm (2% dari total curah hujan) dan di plot B 2,6 mm (0,3% dari jumlah
total curah hujan). Erosi aktual selama satu tahun di plot A sebesar 6,44
ton/ha/tahun atau 1,07 mm/tahun sedangkan di plot B sebesar 0,9 ton/ha/tahun
atau 0,15 mm/tahun. Laju erosi yang dapat diperbolehkan sebesar 4 mm/tahun.
Berdasarkan hasil tersebut terlihat bahwa jumlah erosi dan aliran permukaan di
plot A lebih besar daripada jumlah erosi dan aliran permukaan di plot B. Hal ini
disebabkan oleh berbagai faktor yang mempengaruhinya antara lain sifat tanah,
kemiringan lereng, vegetasi, dan teknik konservasi tanah dan air.
19
Hasil pengukuran erosi menggunakan Metode 2 (E2) selama 1 tahun
adalah sebesar 96,51 ton/ha/tahun di plot A dan sebesar 108,06 ton/ha/tahun di
plot B.
Hasil pendugaan menggunakan Metode 3 (E3) memberikan hasil yang
berbeda dengan erosi hasil pengukuran menggunakan Metode 1 (E1) maupun
Metode 2 (E2). Di plot A erosi pendugaan (E3) sebesar 20,57 ton/ha/tahun, di plot
B erosi pendugaan (E3) sebesar 280,35 ton/ha/tahun jauh lebih besar
dibandingkan.
Hasil penelitian Widyawardhani (2001) tentang pengaruh berbagai
penutupan lahan terhadap tingkat erosi dan aliran permukaan. Penelitian ini
dilakukan di RPH Tanggulun, BKPH Kalijati, KPH Purwakarta. Ada tiga tempat
yang dipakai untuk pengambilan data, yaitu : pertama pada Kelas Umur I (KU I)
tegakan Jati di petak 13 E (tahun tanam 1998) yang luasnya 0,024 ha, kedua pada
KU III (berumur 39 tahun) petak 15 D yang luasnya 0,0204 ha, dan ketiga adalah
areal bekas tebangan jati tahun 1999 di petak 13 C dengan luas total 0,015 ha.
Kelerengan untuk ketiga tempat ini sama yakni masing-masing 45 %. Kondisi
vegetasi 3 tempat (KU I, KU III, bekas tebangan) yang terdiri dari pohon dan
tumbuhan bawah. Pada KU I terdiri dari 1 pohon jati dan 23 jenis tumbuhan
bawah, tumbuhan bawah yang mendominasi adalah jenis Derewak (Grewia
tomentosa) dan Kakacangan (Strombosia zeylanica). KU III terdiri dari 1 pohon
jati dan 19 jenis tumbuhan bawah, tumbuhan bawah yang mendominasi adalah
Kakacangan (Strombosia zeylanica) dan Bacin.
Besarnya aliran permukaan yang terjadi selama satu tahun adalah, pada
KU I 33,995 m3/ha/tahun, KU III 21,484 m3/ha/tahun, dan areal bekas tebangan
240,44 m3/ha/tahun. Areal bekas tebangan memiliki aliran permukaan terbesar
karena pada areal ini permukaannya tidak ditutupi vegetasi sehingga butiranbutiran hujan jatuh langsung ke permukaan tanah. Antara KU I dan KU III tidak
dapat dibandingkan dengan areal bekas tebangan. Areal bekas tebangan jelas tidak
memiliki penutupan lahan, berbeda dengan KU I dan KU III.
Jumlah erosi pada areal bekas tebangan adalah 212,964 ton/ha/tahun,
sedangkan untuk areal tanaman jati pada KU III adalah sebesar 4,109 ton/ha/tahun
dan pada KU I adalah sebesar 15,428 ton/ha/tahun. Erosi pada KU III lebih rendah
20
dubandingkan dengan KU I dan areal bekas tebangan, karena pada KU III lebih
banyak vegetasi yang hidup menutupi lahan sehingga tidak terdapat areal yang
kosong pada KU III. selai itu, tajuk vegetasinya juga lebih berlapis dibandingkan
dengan KU I. Areal bekas tebangan jelas tidak dapat dibandingkan dengan kondisi
tutupan lahan yang lainnya, karena memang tidak ada vegetasi yang tumbuh di
lokasi tersebut.
Untuk tingkat bahaya erosi tanah yang berpedoaman pada kelas bahaya
erosi Dirjen RRL-Dephut 1985 pada areal bekas tebangan termasuk ke dalam
kelas berat dan pada KU I dan KU II masih tergolong kedalam kelas ringan.
Hasil Penelitian Aleksander (2010) yang berjudul Aliran Permukaan dan
Erosi Permukaan Tanah di areal pengusahaan hutan alam produksi PT. Andalas
Merapi Timber Provinsi Sumatera Barat, penelitian dan kegiatan lapangan
dilakukan selama 3 bulan. Metode pengukuran aliran dan erosi permukaan tanah
pada penelitian ini menggunakan 2 (dua) metode, yaitu : Metode bak ukur erosi
dan Metode tongkat ukur erosi.
Pendugaan dengan menggunakan persamaan regresi hubungan curah hujan
dengan aliran permukaan dengan input nilai curah hujan selama setahun,
dihasilkan jumlah aliran permukaan setahun di bekas jalan sarad, bekas TPn, dan
bahu jalan masing-masing sebesar 6,413 m3/ha/tahun, 1,897 m3/ha/tahun dan 4,
786 m3/ha/tahun. Sedangkan pendugaan aliran permukaan setahun di virgin forest
menggunakan pendekatan jumlah hari hujan menghasilkan jumlah aliran
permukaan setahun sebesar 24,6 m3/ha/tahun.
Hasil pengukuran dengan menggunakan metode bak ukur erosi bahwa
besarnya nilai erosi permukaan tanah untuk setiap plot berbeda, bekas jalan sarad
sebesar 2,9 ton/ha, bekas TPn 0,6 ton/ha, bahu jalan 2,3 ton/ha dan virgin forest
0,0076 ton/ha. Perbandingan erosi permukaan di bekas jalan sarad, bekas TPn,
bahu jalan dan virgin forest (kontrol) adalah 377,7 : 80,6 : 309 :1. Penduga
dengan menggunakan persamaan regresi hubungan curah hujan dengan erosi
permukaan dengan menggunakan data curah hujan selama 1 tahun dihasilkan
jumlah erosi permukaan setahun di jalan sarad, bekas TPn, dan bahu jalan masingmasing sebesar 21,6 ton/ha/tahun, 3,2 ton/ha/tahun, dan 17, 9 ton/ha/tahun. Untuk
virgin forest pendugaan erosi permukaan selama setahun yang menggunakan
21
pendekatan jumlah hari hujan menghasilkan jumlah erosi permukaan setahun
sebesar 0,037 ton/ha/tahun. Jenis tanah di lokasi penelitian adalah podsolik
(dominan), maka nilai erosi yang diperbolehkan untuk jenis tanah ini adalah
sebesar 97,006 ton/tahun. Berdasarkan nilai erosi yang diperbolehkan tersebut
maka erosi permukaan yang terjadi di keempat tutupan lahan tersebut masih
tergolong kedalam batas aman. Berdasarkan kriteria Nilai Indeks Bahaya Erosi
(IBE) maka di keempat lokasi tersebut masuk dalam kriteria rendah.
Kegiatan pengusahaan hutan di PT. AMT telah mengakibatkan
peningkatan jumlah aliran permukaan dan erosi permukaan masing-masing
sebesar 4715,6 % dan 5842,1 % dengan total jumlah aliran permukaan masingmasing sebesar 33.463.702,6 m3/tahun (123,4 mm/tahun) dan 61.564,3 ton/tahun
(0,179 mm/tahun). Metode pengukuran erosi dengan menggunakan tongkat
menghasilkan jumlah erosi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan hasil
pengukuran metode bak erosi dengan rasio berkisar antara 57,8 : 1 sampai 786 : 1.