I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Secara kuantitatif masalah banjir terjadi akibat kesenjangan dua hal yaitu, masalah distribusi dan kapasitas. Distribusi hujan yang tidak merata sepanjang tahun cenderung terakumulasi pada waktu yang singkat pada musim hujan (biasanya pada bulan Desember sampai Februari) menyebabkan tanah dan tanaman tidak mampu menampung semua volume air hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Akibatnya sebagian besar air hujan dialirkan menjadi aliran permukaan, sehingga menyebabkan banjir di hilir. Peningkatan volume aliran permukaan ini diperparah dengan terjadinya alih guna lahan dari sawah, hutan, perkebunan ke lahan berpenutup permanen seperti perumahan, pabrik, jalan. Perubahan yang tidak terkendali ini akan menyebabkan volume aliran permukaan meningkat luar biasa dan kecepatan aliran permukaan meningkat secara tajam, sehingga daya angkut, daya kikisnya menjadi luar biasa. Volume air yang sangat tinggi dengan waktu tempuh yang singkat, menyebabkan bahaya banjir di hilir menjadi sangat besar. Kecenderungan meningkatnya resiko banjir yang disebabkan oleh alih fungsi lahan bervegetasi (cultivated land) menjadi lahan beton atau aspal (non cultivated land) dihadapi oleh negara berkembang seperti Indonesia. Pertambahan penduduk Indonesia yang masih tinggi (1.8%/tahun) yang diikuti oleh pertumbuhan sektor industri, merupakan penyebab utama konversi lahan tersebut. Perubahan karakterisik permukaan tanah menjadi kedap air (impermeable surface) akan menyebabkan penurunan laju infiltrasi tanah secara tajam. Akumulasi volume aliran permukaan yang tinggi, dalam waktu singkat akan menyebabkan daya tampung sungai terlampaui dan terjadi banjir di hilir. Berdasarkan uraian pada paragraf sebelumnya maka sangat penting untuk mengetahui cara menghitung koefisien aliran permukaan dan faktor-faktor yang mempengaruhi aliran permukaan. Maka dari itu praktikum aliran permukaan ini dilaksanakan agar mahasiswa teknik pertanian dapat menjadikan koefisien aliran permukaan dan faktor-faktor yang mempengaruhiunya sebagai pertimbangan dalam konservasi tanah dan air. 1.2. Tujuan dan Kegunaan Tujuan dari praktikum erosi permukaan adalah untuk mengetahui cara menghitung koefisien aliran permukaan dan faktor-faktor yang mempengaruhi aliran permukaan. Kegunaan drai praktikum aliran permukaan adalah agar mahasiswa teknik pertanian dapat menjadikan koefisien aliran permukaan dan faktor-faktor yang mempengaruhiunya sebagai pertimbangan dalam konservasi tanah dan air. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Aliran Permukaan Air permukaan dimana air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai dan makin sediki pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut (Arsyad, 2009). Aliran permukaan dari suatu area merupakan hasil perpaduan dari seluruh faktor hidrologi dan meteorologi di dalam suatu daerah aliran. Aliran permukaan sangat bervariasi dalam jumlah, tidak hanya dari tahun ke tahun berikutnya, maupun juga dari hari ke hari, dan jam ke jam (Arsyad, 2009). Faktor utama untuk menghitung aliran permukaan adalah iklim, tidak hanya presipitasi dan evaporasi, tetapi juga dalam periode panjang seperti faktor tanah dan vegetasi. Aliran permukaan dinyatakan dalam satuan π3 π ini adalah laju aliran air. Air hujan yang merupakan input jatuh ke permukaan, ada sebagian yang hilang dan ada yang mengalami kelebihan. Aliran permukaan total (debit sungai) berasal aliran permukaan langsung, aliran bawah permukaan (lapisan antara), dan berasal dari debit air tanah hasil perkolasi dari air hujan. Volume total dari aliran permukaan diakibatkan oleh faktor iklim (Arsyad, 2009). Menurut Kartasaputra (2005), adapun distribusi waktu limpasan (aliran permukaan) yaitu: a. Faktor Meteorologist Presipitasi (tipe, intensitas, lama, agihan kawasan, agihan waktu, arah gerakan hujan, frekuensi terjadinya, presipitasi yang mendahului). Meteorologist (radiasi matahari, suhu, kelembaban, kecepatan angin, tekanan atmosfer), yang mempengaruhi evapotranspirasi b. Faktor DAS Terdiri atas: 1. Topografi (bentuk, kemiringan) 2. Geologi (permeabilitas dan kapasitas akuifer) 3. Tipe tanah 4. Vegetasi (penutupan vegetasi, pertumbuhan tanaman dalam saluran) 5. Jaringan drainase (urutan sungai dan kerepatan sungai) c. Faktor Manusia Terdiri dari: 1. Struktur hidrolik 2. Teknik pertanian 3. Urbanisasi 2.2. Sumber Aliran Permukaan Aliran permukaan berasal dari presipitasi ke dalam 3 komponen sumber yaitu run off, evaporasi, infiltrasi ke dalam tanah. Aliran permukaan berasal dari curah hujan yang merupakan kelebihan dari laju kehilangan (evaporasi + infiltrasi). Kedua aliran permukaan berasal dari cairnya salju atau es, salju mencair merupakan sumber air permukaan penting di daerah iklim dingin. Contoh beberapa sungai di Canada, aliran permukaan dari pencairan salju menduduki 3040% dari total run off daerah aliran. Ketiga kontribusi aliran permukaan berasal dari tandon air tanah (Arsyad, 2009). 2.3. Run Off Daerah aliran sungai adalah kawasan yang dibatasi oleh pemisah topografi, kawasan tersebut menampung, menyimpan, dan mengalirkan air melalui sistem sungai dan mengeluarkannya melalui titik tunggal (single outlet) (Arsyad, 2009). Run off adalah bagian curahan hujan (curahan hujan dikurangi evapotranspirasi, dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi, airnya berasal dari permukaan maupun dari sub permukaan. Run off dari suatu sungai diperoleh dari hasil pengurangan run off di stasiun pengukuran aliran sungai (DAS). Tempat untuk mengukur aliran dapat dipandang sebagai outlet DAS, semua run off tersebut keluar melalui tempat tersebut. Hasil run off dari DAS di suatu tempat biasanya disajikan dalam bentuk tabel maupun grafik (Arsyad, 2009). Menurut Sutedjo (2002), grafik yang menggambarkan fenomena aliran (tinggi muka air, debit, kecepatan, dan lain-lain) dan waktunya disebut hidrograf. Umumnya ada dua macam hidrograf yaitu: a. Hidrograf tinggi muka air (stage hydrograph) b. Hidrograf aliran (dischange hydrograph) 2.4. Siklus Hidrologi Siklus hidrologi adalah siklus air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi ersebut dapat berjalan secara koninu. Air erevaporasi kemudian jauh sebagai presipitasi dalam benuk hujan, salju, hujan bau, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis aau kabu. Pada perjalanan menuju bumi beberapa prepitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah (Arsyad, 2009). Menurut Arsyad (2009), setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara berbeda, yaitu: a. Evaporasi atau transpirasi Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan,salju, es. b. Infiltrasi atau perkolasi ke dalam tanah Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertical atau horizontaldibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. c. Air Permukaan Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. III. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat Praktikum pengukuran aliran permukaan dilaksanakan pada bulan Maret-April 2018 di Belakang Laboratorium Teknik Perbengkelan, Departemen Teknologi, Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar. Pengolahan data dilakukan pada hari senin-selasa tanggal 14-15 Mei 2018 dilaksanakan di Laboratorium Processing, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin. 3.2. Alat dan Bahan Alat yang digunakan pada praktikum aliran permukaan yaitu kayu atau papan, spanduk, linggis, cangkul, timba, pipa, oven, kertas saring dan timbangan digital. Bahan yang digunakan yaitu air hujan, sedimen, daun, vegetasi dan permukaan tanah. 3.3. Prosedur Kerja a. Prosedur kerja pengambilan sampel Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum aliran permukaan ketika pengambilan sampel yaitu: 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Membuat plot sesuai dengan arahan asisten yaitu dengan ukuran panjang 2,5 meter sedangkan lebar 1,5 meter. 3. Membuat plot sebanyak 3 kali dengan 3 perlakuan yang berbeda yaitu plot yang pertama bervegetasi dengan kanopi, plot yang kedua yaitu berkanopi dengan serasah, dan yang ketiga yaitu berkanopi tidak bervegetasi tidak berserasah. 4. Mengambil data ketika hujan dengan meletakkan penakar curah hujan pada pukul 17.00 WITA hingga 24 jam. 5. Mengambil data kembali pada pukul 17.00 WITA 6. Mengendapkan sedimen yang ada, kemudian mengoven sedimen yang ada. 7. Mengambil data. b. Prosedur kerja pengeringan sedimen Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum aliran permukaan ketika pengeringan sedimen yaitu: 1. Menyaring air sampel yang sudah diambil dengan menggunakan kertas saring untuk memisahkan sedimen dengan air. 2. Menimbang kertas saring yang berisi sedimen sebelum masuk kedalam oven. 3. Mengoven setiap sampel. 4. Menimbang sampel. 3.4. Rumus yang digunakan 3.4.1.Intensitas Dimana : I = Itensitas curah hujan (mm/jam) R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) Tc = Waktu konsentrasi curah hujan (jam) 3.4.2. Debit Q = 0,278 x C x I x A Dimana : Q = Debit rencana (m3/detik) C = Koefisien Limpasan I = Itensitas curah hujan (mm/detik) A = Luas daerah pengaliran (km2) 3.4.3.Volume air jebakan V = Q x Tc x Panjang Parit Dimana : V = Volume air jebakan Q = Debit air rencana Tc = Waktu konsentrasi 3.4.4 kemiringan Persentase Kemiringan ο½ Jarak ketinggian lereng x 100% jarak mendatar lereng 3.4.5.Erosi Eο½ Cap x Vap x 10 ο3 A Dimana: E = Tanah tererosi (ton/ha) Cap = Konsentrasi muatan sedimen (kg/m3) Vap = Volume aliran permukaan (m3) A = Luas Areal yang mengalami erosi (ha) 10-3 = Angka konversi satuan kg menjadi ton IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil 4.1.1. Hasil Tabel Tabel 1. Persentase Kemiringan dan Curah Hujan Plot Vegetasi Bercanopi Serasa Bercanopi Canopi TanpaVegetasi Slope CH (L/m2) 19.2% 40.5% 1.74× 10-5 13.8% Tabel 2. Data Hasil Perhitungan Vegetasi Bercanopi Vegetasi Bercanopi Serasa Bercanopi Canopi Tanpa Vegetasi volume (m3) 0.00522 0.00522 beratsedimen (Kg) 0.112752 0.110664 Cap (Kg/ m3) 0.00108 0.00106 0.0128 × 10-3 0.0125 × 10-3 0.00355 0.1065 0.0015 0.0121 × 10-3 E (Ton/Ha) 4.1.2. Hasil Grafik Persentase keirigan (%) Grafik 1. Perbandingan Kemiringan (Slope) pada Setiap Plot. Slope 50 40 30 20 10 0 Plot 2 Plot 1 1 Plot 3 2 3 Plot Grafik 2. Hubungan Kemiringan dengan Erosi. Persentase keirigan (%) Hubungan kemiringan dan erosi 25 Plot 2 20 Plot 1 15 10 5 Plot 3 0 0,012 0,0121 0,0122 0,0123 0,0124 0,0125 0,0126 0,0127 0,0128 0,0129 Erosi (ton/ha) 4.2. Pembahasan Pada praktikum ini pengukuran aliran permukaan dilakukan dengan menggunakan tiga jenis plot, yaitu plot berkanopi, plot serasa berkanopi dan plot berkanopi tanpa vegetasi. Dari ketiga jenis plot tersebut dapat diketahui pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan. Dari hasil praktikum diketahui nilai volume tertinggi pada ketiga plot tersebut yaitu pada plot berkanopi dan serasa berkanopi dengan nilai yang sama. Sedangkan menurut teori, aliran permukaan akan meningkat jika tanah tersebut tidak bervegatsi. Dengan adanya ketidaksesuaian teori dengan hasil praktikum maka dapat ditinjau hal-hal yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Hal ini dikarenakan pengambilan data atau perhitungan yang tidak teliti. Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan dalam satu kali pengambilan data untuk tiga plot dengan perlakuan berbeda maka dapat diketahui tingkat perbedaan volume, berat sedimen, konsentrasi muatan sedimen serta tanah yang tererosi. Adapun hasilnya yaitu berat sedimen vegetasi berkanopi lebih berat dibandingkan berat plot serasa berkanopi dan plot tanpa kanopi dan tanpa vegetasi. Sedangkan untuk konsentrasi muatan sedimen tertinggi di antara kedua plot yaitu plot kanopi tanpa vegetasi, hal ini dikarenakan pori-pori plot tanpa vegetasi sedikit sehingga aliran permukaan semakin besar dan diikuti oleh pengangkutan sedimen yang besar pula. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Arsyad, S. (2009) bahwa makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa: a. Perlakuan yang diberikan pada setiap plot memberikan pengaruh pada hasil sedimen yang diambil. b. Aliran permukaan dipengaruhi oleh air yang bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. 5.2. Saran Sebaiknya praktikum dapat dilakukan dengan lebih teliti dan cermat sehingga data yang diperoleh lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA Arsyad, S. 2009. Konservasi Tanah dan Air. Institut Pertanian Bogor: Bogor. Kartasapoertra, A. 2005. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Penerbit Rineka Cipta: Jakarta. Sutedjo, M. 2002. Pengantar Ilmu Tanah. Penerbit Bineka Cipta: Jakarta. LAMPIRAN a. Intensitas 2 π 24 24 3 πΌ= π₯ ( ) 24 ππ 2 174 24 3 πΌ= π₯ ( ) 24 18 πΌ = 7,25 ππ⁄πππ b. c. Tc = 18 jam = 7,25 x 1,209 = 8,765 Debit Air π = 0,278 π₯ πΆ π₯ 1 π₯ π΄ = 0,278 π₯ 0,10 π₯ 4,4 π₯ 10−6 = 1,0721 π₯ 10−6 Perhitungan Volume Air Jebakan π = π π₯ π‘π π₯ ππππππππ πππππ‘ = 1,0721 π₯ 10−6 π₯ 18 π₯ 2,95 = 5,692 π₯ 10−5 d. Data Curah Hujan 1. Luas Tangkapan Hujan Diameter Corong = 19,5 cm = 195 mm 1 π΄ = ππ 2 4 1 π΄ = π₯ 3,14 π₯ 19,32 4 π΄ = 29876,79 ππ2 2. Curah Hujan Volume air hujan = 520 ml = 520 cm3 = 520.000 mm3 π πΆπ» = π₯ 10 π΄ 520.000 ππ3 πΆπ» = π₯ 10 = 174 ππ 29976,79 ππ2 3. Kemiringan Lahan πΎπππππππππ πΏπβππ = π½ππππ πΎππ‘πππππππ πΏπππππ π₯ 100% π½ππππ ππππππ‘ππ πΏπππππ Plot 1 πΎπππππππππ πΏπβππ = 51 π₯ 100% = 19.2% 265 Plot 2 πΎπππππππππ πΏπβππ = 116 π₯ 100% = 40.5% 286 πΎπππππππππ πΏπβππ = 36 π₯ 100% = 13.8% 260 Plot 3 e. Perhitungan Plot Plot 1 π= 0,00108 π₯ 0,00522 π₯ 10−3 0,00044 βπ = 0,0128 π₯ 10−3 Plot 2 π= 0,00106 π₯ 0,00522 π₯ 10−3 0,00044 βπ = 0,0125 π₯ 10−3 Plot 3 π= 0,0015 π₯ 0,00355 π₯ 10−3 0,00044 βπ = 0,0121 π₯ 10−3 LAPORAN TEKNIK KONSERVASI TANAH DAN AIR ALIRAN PERMUKAAN KELOMPOK VI : SYAHRUL S. ZIANA ZAIN OLE LANGSANG INDRA HENDRIANTO EKAWATI ANGGRAENI G41112003 G41115008 G41115022 G41115303 G41115510 ASISTEN RIZKA AMALIA R. G41114007 PRODI KETEKNIKAN PERTANIAN DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2018
