PETUNJUK PRAKT IKUM

KONSERVASI TANAH DAN AIR

IR. H. SUHARTONO, MP

JURUSAN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA 2015

I. KONVERSI SATUAN DALAM PERHITUNGAN EROSI

PENDAHULUAN

Laju erosi dari suatu tempat tertentu dan dalam kurun waktu tertentu dapat dinyatakan dalam bentuk kehilangan ketebalan tanah per satuan waktu, mm/tahun, atau jumlah kehilangan tanah per satuan luas per satuan waktu, yakni ton/ha/tahun atau jumlah sedimen per satuan debit, kg/detik atau ton/jam. Oleh karena itu, konversi satuan sangat penting agar data erosi dapat dengan mudah digunakan.

Konversi satuan dapat dilakukan atau diturunkan apabila berat jenis tanah baik berat jenis partikel (particle density) maupun berat jenis volume (bulk density) nilainya diketahui. Berat jenis partikel (juga sering disebut kerapatan jenis,

p) dan berat jenis volume (kerapatan isi, b) suatu tanah nilainya relative tetap dan mudah diukur. Keduanya dipengaruhi oleh beberapa sifat tanah seperti tekstur, struktur, kandungan bahan organik, dan kandungan mineral di dalam tanah. Berat jenis partikel merupakan nisbah antara massa padatan (Mp) dengan volume padatan (Vp), sedang berat jenis volume merupakan nisbah antara massa padatan (Mp) dengan volume total tanah (Vt). Berat jenis partikel tanah

umumnya adalah 2,65 g cm-3, sedang untuk sedimen melayang (suspended load) sekitar 1,60 g cm-3. Berat jenis

volume tanah nilainya bervariasi antara 0,85 -- 2 g cm-3. Untuk tanah-tanah pertanian yang sering diolah nilainya

sekitar 1,2 g cm-3.

Beberapa formula dasar, yaitu :

p = Mp/Vp ...................................... (1.1)

b = Mp/Vt ...................................... (1.2)

Vt = t x L ...................................... (1.3)

dengan t adalah tebal atau tinggi dan L adalah luas. Untuk melakukan konversi dari massa ke volume atau tebal, formula di atas dapat diubah-ubah, seperti :

Mp = b x Vt

= b

Vt = Mp / b ...............................

t x L = Mp / b .

t = (Mp / b L) (1.8)

KONVERSI SATUAN

Masih beragamnya satuan dalam menyatakan tingkat erosi memerlukan faktor konversi yang mudah diingat. Daftar berikut ini merupakan satuan beserta konversinya yang banyak digunakan dalam konservasi tanah dan air.

Bobot / Massa

Acara 1

1 gram (g) = 10-3 kilogram (kg) = 10-5 kuintal (ku) = 10-6 ton (t) ; 1 ton (t) = 106 g = 103 kg = 10 ku Panjang

1 cm = 10-2 m = 10-5 km = 0,3937 inchi ; 1 mikron () = 10-4 cm = 10-6 m ; 1 foot (ft) = 30,48 cm L u a s

1 cm2 = 10-4 m2 = 10-10 km2 = 10-8 ha = 2,471 10-8 acre Volume dan berat

1 cm3 = 1 ml = 10-3 l = 10-6 m3 ; 1 g cm-3 = 103 kg m-3

Energi dan tekanan

1 ton-m/ha/cm = 0,269 ft-ton/acre/inch ; 1 kilojoules = 9,81 ton-m/ha ; 1 kgf cm-2 = 100 kPa Contoh 1

Diketahui erosi sebesar 10 ton/ha/tahun. Ubahlah ke dalam satuan mm per tahun.

bobot padatan tanah = 10 ton = 10 x 103 kg

Berdasarkan rumus pada persamaan (1.8), maka : t = (Mp / b L) untuk tanah pertanian nilai berat jenis volumenya sekitar 1,2 g cm-3 atau 1,2.103 kg m-3, sehingga:

10.103 kg 8,33 x 10-4 m3

t = = = 8,33 x 10-4 x 103 mm = 0,833 mm

1,2 x 103 kg m-3 . 104 m2 m2

sehingga tebal tanah yang hilang / tererosi 0,833 mm per tahun.:

Contoh 2

Laju erosi 0,833 mm/tahun; ubah ke dalam satuan ton/ha.

Volume tanah = tebal x luas = (0,833 x 10-3 m) x 10.000 m2 = 8,33 m3 (1 ha = 10.000 m2; 1 mm = 10-3 m)

Bobot Padatan = Volume tanah x Berat jenis volume = 8,33 m3 x 1,2 103 kg/m3 = 9,996 103 kg = 10 ton per ha TUGAS PERORANGAN / KELOMPOK

1. Ubahlah menjadi mm th-1:

a. 1500 kg ha-1 th-1 b. 25 m3 ha-1 th c. 300 g m-2 th-1 d. 250 kg / 300 m2 th

2. Ubahlah menjadi ton ha-1 th-1

a. 25 m3 ha-1 th-1 b. 40 g m-2 th-1 c. 40 kg/80 m2 th d. 0,8 cm th-1 e. 0,2 mm / 5 m2 th-1

3. Ubahlah 30 J m-2 mm-1 menjadi ton-m ha-1 cm-1

4. Pada percobaan dengan petak erosi berukuran 5 m x 22 m diperoleh data berikut : bobot sedimen dalam l liter air aliran permukaan adalah 12 g, dan volume aliran permukaan yang tercatat adalah 100 l. Hitung berapa

kehilangan tanah yang terjadi dalam satuan ton ha-1.

II. PENENTUAN INDEKS EROSIVITAS HUJAN

PENDAHULUAN

Suatu sifat hujan yang sangat penting dalam mempengaruhi erosi adalah energi kinetik hujan, karena merupakan faktor penyebab utama dalam proses penghancuran agregat-agregat tanah. Menghitung Ek hujan sulit untuk dilakukan mengingat ukuran butir hujan dan kecepatan jatuhnya pada suatu kejadian hujan amatlah bervariasi. Ternyata pengaruh Ek hujan terhadap erosi dapat dikorelasikan melalui interaksi energy intensitas hujan (Wischmeier dan Smith, 1958) lewat persamaan :

E = 210 + 89 log i dan EI30 = E (I30 . 10-2

)

dimana E adalah energi kinetic dalam metric ton-meter ha-1 cm-1 hujan, I adalah intensitas hujan dalam cm jam-1. EI30 adalah interaksi energi dengan intensitas maksimum 30 menit I30 dalam cm jam-1. EI30 berkorelasi sangat erat dengan besarnya erosi yang terjadi, sehingga EI30 dinyatakan sebagai indeks erosivitas hujan. Untuk menghitung EI30 diperlukan data dari penakar hujan otomatis yang mencatat banyaknya air hujan yang jatuh setiap waktu secara kontinyu. Penyebaran penakar hujan otomatis amat terbatas dan metode lain diupayakan dengan menggunakan data hujan yang umumnya tersedia. Bols (1978) mendapatkan persamaan sebagai berikut :

EI30 = 6,119 (Hb)1.21

(HH)-0.47

(H24)0.53

dimana EI30 adalah indeks erosivitas hujan bulanan, Hb adalah curah hujan rata-rata bulanan dalam cm, HH adalah jumlah hari hujan, dan H24 adalah hujan maksimum 24 jam pada bulan yang bersangkutan dalam cm. EI30 tahunan adalah jumlah EI30 bulanan. Seringkali juga di berbagai daerah di Indonesia, ketersediaan data hujan hanyalah curah hujan bulanan, selain juga karena rumus Bols (1978) kurang sesuai untuk curah hujan yang tinggi, maka nilai erosivitas hujan bulan dapat dihitung dengan menggunakan rumus Lenvain (1975, dalam Bols, 1978) sebagai berikut :

Rb = 2,21 (Hb) 1,36

Selain itu Utomo dan Mahmud (1984) mencoba memperkenalkan persamaan :

Rb = 10,80 + 4,15 x Hb dimana Rb adalah indeks erosivitas bulanan dan indeks erosivitas tahunan (R) adalah jumlah dari Rb. ALAT DAN BAHAN Data iklim berupa curah hujan rata-rata bulanan, hari hujan bulanan, hujan maksimum 24 jam bulanan dari satu wilayah kecamatan 10 tahun terakhir. PROSEDUR PELAKSANAAN 1. Mahasiswa dibagi ke dalam beberapa kelompok. 2. Setiap kelompok mencari data iklim di atas untuk satu kecamatan yang ditentukan (data dapat diperoleh dari

Dinas Pengairan Kabupaten). 3. Hitung indeks erosivitas hujan tahunan berdasarkan Rumus Bols (1978), Lenvain (1975), Utomo dan Mahmud

(1984) dengan menjumlahkan indeks erosivitas bulanan, lalu bandingkan antara ketiganya dan berikan sedikit penjelasan.

III. MENGHITUNG ERODIBILITAS TANAH (K)

PENDAHULUAN

Kepekaan suatu tanah terhadap erosi atau mudah tidaknya tanah tererosi atau nilai erodibilitas suatu tanah (K), ditentukan oleh ketahanan tanah terhadap daya rusak dari luar, dan kemampuan tanah untuk menyerap air. Nilai K dapat diperoleh melalui beberapa cara, yaitu dengan rumus, percobaan lapang, dan bisa juga dengan nomograph. Rumus yang dikembangkan oleh Wischmeier (1971) untuk mendapatkan nilai K yaitu :

100K = 1,292 [2,1 M1,14 (10-4) (12-a) + 3,25 (b-2) + 2,5 (c-3)] M = (% debu + % pasir sangat halus) (100 - % liat) ; a = kandungan bahan organik b = kelas struktur tanah ; c = kelas permeabilitas tanah

menduga besarnya erosi yang terjadi pada suatu daerah, yaitu :

A = R K L S C P Bentuk dasar atau dalam keadaan baku/standard persamaan tersebut dapat menjadi :

A = R x K dan K = A / R Dengan melakukan percobaan di lapang, besarnya erosi yang terjadi, A dapat diperoleh dan erosivitas hujan, R dapat dihitung, sehingga nilai K dapat ditentukan. Keadaan standard yang dimaksud adalah pada kondisi panjang lereng 22 m dan kemiringan 9 %, tanah dalam keadaan terbuka sehingga nilai LS, C dan P dianggap 1. Melakukan percobaan di lapangan memerlukan biaya yang besar dan memakan waktu yang lama. Untuk itu Wischmeier (1971) mengembangkan suatu Nomograph untuk menduga erodibilitas tanah dan memberikan hasil yang cukup memuaskan. Dengan memperhatikan segala keterbatasan yang ada, kita dapat menggunakan nomograph untuk menduga nilai K tanah di Indonesia.

Acara 3

BAHAN DAN ALAT Data tentang sifat fisik tanah meliputi tekstur, struktur, kandungan bahan organik, dan permeabilitas tanah. Serta nomograph. PROSEDUR PELAKSANAAN 1. Mahasiswa dibagi ke dalam beberapa kelompok. 2. Dari data yang disediakan, tentukan/hitung nilai erodibilitas tanah (K) berdasarkan rumus dan nomograph.

Bandingkan apakah nilainya sama atau berbeda, berikan sedikit penjelasan. PELAPORAN (SELURUH ACARA 1, 2 DAN 3) 1. Laporan diketik rapi di kertas A4, memuat data, hasil perhitungan dan kesimpulan dari setiap acara praktikum. 2. Beri cover (kertas yg sama) berisi judul (LAPORAN PRAKTIKUM MATA KULIAH KONSERVASI TANAH DAN

AIR), logo Fakultas, nama dan nim anggota kelompok, Jurusan, Fakultas, Universitas, dan Tahun 3. Laporan dikumpulkan paling lambat 2 minggu setelah pelaksanaan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA Arsyad, Sitanala. 2006. Konservasi Tanah & Air. Penerbit IPB Press Bogor. Hudson, N.W. 1993. Field measurement of soil erosion and run off. Food and Agriculture Organization of the

United Nations. Rome. Notohadiprawiro, T., E. Rusdiyanto, A. Winata. 2001. Konservasi Sumberdaya Pertanian. Pusat Penerbitan

Universitas Terbuka. Utomo, Wani Hadi. 1994. Erosi dan Konservasi Tanah. Penerbit IKIP Malang.

IV. PENGAMATAN EROSI DAN TEKNIK KONSERVASI TANAH DAN AIR

PENDAHULUAN Masalah erosi dan sedimentasi akan selalu berkaitan satu dengan yang lain. Masalah proses sedimentasi yang tidak bisa lepas dari proses erosi, yaitu dapat dijelaskan misalnya batuan yang telah lapuk, kemudian tererosi oleh air, gelombang, arus laut, angin atau glester, akhirnya diendapkan di daerah atau tempat tertentu. Baik proses erosi maupun hasil proses erosi (sedimentasi) akan berakibat mengubah bentuk permukaan bumi. Telah dijelaskan bahwa teknik konservasi tanah dan air dapat dibagi dalam tiga golongan utama, yaitu secara: (1) vegetatif/biologi, (2) mekanik, dan (3) kimia. BAHAN DAN ALAT Peta/Slide daerah obyek praktikum, yamg meliputi: peta iklim, geologi, tanah, land use, dll., Roll meter, dan Clinometer. PROSEDUR PELAKSANAAN Langkah-langkah pelaksanaan praktikum lapangan ini adalah sebagai berikut: 1. Siapkan bahan/alat praktikum dan pelajari lintasan (route) perjalanan praktikum 2. Catat setiap gejala-gejala (fenomena) lingkungan fisik pada lokasi pengamatan praktikum.

Proses erosi yang berlangsung (sangat besar, besar, sedang, kecil, sangat kecil, atau tidak ada).

Permukaan bumi yang terbentuk akibat proses erosi dan sedimentasi.

Usaha konservasi yang dilakukan (vegetatif/biologi, mekanik, kimia, ataupun gabungan). PELAPORAN a. Laporan praktikum ini harus diserahkan sesuai dengan jadual yang telah ditentukan. b. Laporan praktikum harus memuat hal-hal berikut ini.

(1) Nama dan NIM Mahasiswa (2) Judul Praktikum (3) Pendahuluan (4) Bahan dan Metode (tempat dan waktu pelaksanaan, bahan dan alat, dan metode pelaksanaan) (5) Hasil dan Pembahasan (6) Kesimpulan (7) Daftar Pustaka

KRITERIA PENILAIAN a. Kedisiplinan selama mengikuti praktikum lapangan b. Ketepatan dalam mengidentifikasi dan menganalisis proses erosi sedimentasi, dan perubahan bentuk

permukaan bumi. c. Ketepatan dalam mengidentifikasi dan menganalisis usaha-usaha konservasi tanah dan air yang sedang

dilakukan di lokasi pengamatan. d. Laporan praktikum (termasuk di dalamnya adalah data yang perlu di catat).

V. PENENTUAN EROSI YANG MASIH DIIJINKAN/DIPERBOLEHKAN (Edp)

PENDAHULUAN Masalah erosi dan sedimentasi akan selalu berkaitan satu dengan yang lain. Masalah proses sedimentasi yang tidak bisa lepas dari proses erosi, yaitu dapat dijelaskan misalnya batuan yang telah lapuk, kemudian tererosi oleh air, gelombang, arus laut, angin atau glester, akhirnya diendapkan di daerah atau tempat tertentu. Baik proses erosi maupun hasil proses erosi (sedimentasi) akan berakibat mengubah bentuk permukaan bumi. Telah dijelaskan bahwa teknik konservasi tanah dan air dapat dibagi dalam tiga golongan utama, yaitu secara: (1) vegetatif/biologi, (2) mekanik, dan (3) kimia. BAHAN DAN ALAT Peta/Slide daerah obyek praktikum, yamg meliputi: peta iklim, geologi, tanah, land use, dll., Roll meter, dan Clinometer. PROSEDUR PELAKSANAAN Langkah-langkah pelaksanaan praktikum lapangan ini adalah sebagai berikut: 3. Siapkan bahan/alat praktikum dan pelajari lintasan (route) perjalanan praktikum 4. Catat setiap gejala-gejala (fenomena) lingkungan fisik pada lokasi pengamatan praktikum.

Proses erosi yang berlangsung (sangat besar, besar, sedang, kecil, sangat kecil, atau tidak ada).

Permukaan bumi yang terbentuk akibat proses erosi dan sedimentasi.

Usaha konservasi yang dilakukan (vegetatif/biologi, mekanik, kimia, ataupun gabungan).

Acara 5