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.
