LAPORAN PRAKTIKUMKONSERVASI TANAH DAN AIR

ACARA IPENGUKURAN ENERGI KINETIK HUJAN DENGAN METODE

SPLASH CUPS

Oleh:

Nama : Ilyana Iman ZalisNIM : A1L012084Kelas : Agroteknologi B

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2014

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sumberdaya alam utama, yaitu tanah dan air mudah mengalami degradasi

atau kerusakan. Kerusakan tanah dan air sebagai contoh adalah berkurangnya atau

hilangnya bahan organik dari daerah perakaran, penjenuhan tanah atau air

(waterlogging) dan akumulasi mineral ke dalam air sehingga mengakibatkan

turunnya kualitas air. Salah satu penyebab yang paling utama dari kejadian –

kejadian kerusakan diatas adalah erosi oleh air.

Di daerah beriklim basah seperti di Indonesia kerusakan lahan terutama

disebabkan oleh hanyutnya tanah terbawa air atau yang disebut dengan erosi.

Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkatnya tanah atau bagian – bagian

tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami. Di daerah tropika basah

seperti di Indonesia, media alami sebagai penyebab utama erosi adalah air hujan.

Bila tanah terbuka tertimpa hujan, maka akan terjadi percikan yang

menjadikan sebagian permukaan tanah menjadi lumpur. Sebagian lumpur ini

terbawa oleh aliran permukaan sebagai erosi, sebagian lagi ikut meresap kedalam

tanah. Butiran yang terbawa meresap kedalam tanah akan menyumbat pori tanah

sehingga laju infiltrasi makin lama makin lambat yang berakibat semakin

membesarnya aliran permukaan.

Jumlah air hujan yang turun pada setiap tempat berbeda – beda, jumlah air

hujan yang turun pada kurun waktu tertentu disebut curah hujan. Perhitungan

curah hujan sangat dibutuhkan untuk perencanaan kebutuhan air tanaman,

2

pembangunan jembatan, irigasi dan drainase. Oleh karena perbedaan jumalah air

hujan yang turun pada tiap tempat berbeda maka pengukuran curah hujan perlu

dilakukan di tiap wialayah.

B. Tujuan

1. Mengetahui besarnya energi kinetik hujan melalui pendekatan Splash Cups

2. Mengetahui energi kinetik hujan pada berbagai macam vegetasi

3. Melihat hubungan antar energi kinetik hujan dengan jumlah curah hujan

bulanan

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

Permukaan bumi selalu mengalami perubahan sebagai akibat

berlangsungnya proses eksogen dan endogen secara terus – menerus. Proses

endogen adalah proses yang berasal dari dalam kerak bumi karena adanya

aktivitas gunung api, tektonik maupun gempa bumi. Aktivitas tersebut

menghasilkan struktur geologi maupun geomorfologi permukaan bumi. Proses

endogen antara lain proses kegunungapian, proses pembentukan perbukitan dan

pegunungan. Proses eksogen berlangsung pada permukaan bumi dan tenaganya

berasal dari luar kulit bumi. Tenaga yang bekerja disebut tenaga geomorfologi,

yaitu semua tenaga alami yang mampu mengikis dan mengangkut material di

permukaan bumi. Tenaga – tenaga tersebut berupa air yang mengalir, gletser, air

tanah, gelombang, arus laut dan angin. Akibat terjadinya proses endogen tersebut

dipengaruhi oleh faktor geologis, iklim, topografi, vegetasi dan tanah (Lihawa,

2009).

Erosi adalah suatu peristiwa hilang atau terkikisnya tanah atau bagian tanah

dari suatu tempat yang terangkut ke tempat lain, ataupun angina (Arsyad, 1989).

Di daerah tropis basah seperti Indonesia erosi terutama disebabkan oleh air. Erosi

air timbul apabila tersapat aksi disperse dan tenaga pengangkut oleh air hujan

yang mengalir di permukaan tanah. Selama terjadi hujan, limpasan permukaan

berubah terus dengan cepat, teteapi pada waktu mendekati akhir hujan, limpasan

permukaan berkurang dengan laju yang sangat rendah dan pada saat ini tidak

terjadi erosi (Asmaranto et al., 2012).

4

Faktor – faktor yang memperngaruhi erosi yang terjadi di alam tidak hanya

terjadi karena adanya faktor tanah, melainkan juga dipengaruhi oleh vegetasi,

kemiringan dan manusia sehingga menurut Utomo (1994) erosi dinyatakan dalam

rumus sebagai berikut:

E = f (i, r, v, t, m)

Dimana E = erosi, i = iklim, r = topografi, v = vegetasi, t = tanah dan m =

manusia.

Erosi tanah merupakan gabungan dari dua proses, yaitu tahap pelepasan

butiran tanah dari agregatnya yang kemudian disusul oleh tahap pengangkutan

butir tanah yang telah lepas terutama oleh tetesan hujan, proses ini merupakan

proses yang menentukan terjadinya erosi. Erosi disebabkan oleh kegiatan disperse

dan pengangkutan oleh air hujan yang mengalir di permukaan tanah, kekuatan

dispersi dan pengankutan oleh air ditentukan oleh:

1. Tenaga penghancur butir – butir hujan

2. Daya tahan tanah terhadap dispersi dan pengangkutan oleh air

Kecepatan erosi merupakan kerja interaksi dan atau interrelasi antara curah hujan,

aliran permukaan, angina, tanah, kemiringan lereng, tanaman penutup., serta ada

atau tidaknya usaha pengawetan tanah oleh manusia (Damayanti, 2005).

Menurut Kuncoro (2012) erosi dibagi menjadi 4 macam, yaitu: erosi percik,

erosi lembar, erosi alur dan erosi parit. Setiap macam erosi meninggalkan

bentukan hasil atau sisa yang khas untuk masing – masing macam erosi. Erosi

percik meninggalkan bentukan berupa pedestal, yaitu menara – menara mikro

5

pada permukaan tanah, ketinggian dari pedestal tersebut menggambarkan

kehilangannya tanah. Erosi lembar menyisakan bentuk berupa lembaran pada

permukaan tanah dimana terlihat bentukan kasar yang tersusun dan tersebar

merata dibandingkan dengan sekitarnya. Erosi alur menyisakan bentukan berupa

alur – alur kecil yang pada perkembangan selanjutnya membentuk parit dan

menggambarkan bentukan erosi parit.

6

III. METODE PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum antara lain Splash Cups, timbangan

analitik, dapur pengering, kantong plastik, dan botol pemancar.

Bahan yang digunakan adalah pasir lolos saringan 0,5 mm dan aquades.

B. Prosedur Kerja

1. Lokasi yang mempunyai berbagai vegetasi dicari dan ditentukan titik – titik

pemasangan Splash Cups. Dipasang pula di tempat terbuka sebagai

pembanding.

2. Splash Cups diisi dengan pasir yang telah dicuci berdiameter 0,25 – 0,50

mm sampai penuh. Sambil diketuk – ketuk secara pelan – pelan hingga rata.

3. Splash Cups yang terisi pasir dikeringkan ke dalam dapur pengering

sehingga mencapai kering mutlak (pada suhu 110 ˚C selama 20 – 30 jam).

4. Splash Cups didinginkan di dalam eksikator sampai menjadi dingin (kurang

lebih 15 – 30 menit) dan setelah dingin ditimbang.

5. Splash Cups yang telah diketahui beratnya ditempatkan pada titik

pengamatan yang telah ditentukan.

6. Setelah 3 hari, Splash Cups tersebut ditimbang setelah dikeringkan.

7. Hasil pengamatan dicatat dalam table

7

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Tabel 1. Energi kinetik

NoNaungan

EkNon naungan

EkAwal (a) Akhir (b) Awal (a) Akhir (b)

1 300 294,8 0,87 330,8 228,2 17,1

2 324,9 321,3 0,6 292,9 289 0,65

3 285,1 278,5 1,1 295,7 283,5 2,03

4 299,4 253,8 7,6 294 292 0,33

5 260,8 234,1 1,12 267 263,9 0,52

6 279,5 277 0,42 284,9 282 0,48

7 274,5 273,8 0,12 302,2 292,4 1,63

8 266 258,6 1,23 285,0 258,1 4,48

9 303,4 298,6 0,8 257,7 242,7 2,5

10 288,8 283,4 0,9 303,1 296,3 1,13

∑ 2882,40 2793,90 14,76 2913,3 2728,10 30,85

Rata2 288,24 279,39 1,476 291,33 272,81 3,085

Tabel 2. Uji T

No Ek Naungan (a) Ek non naungan (b) a – b (gram) (a – b)2 gram

1 0,87 17,1 16,23 263,41

2 0,6 0,65 -0,05 0,0025

3 1,1 2,03 0,93 0,86

4 7,6 0,33 7,27 52,85

5 1,12 0,52 0,6 0,36

6 0,42 0,48 0,06 0,0036

7 0,12 1,63 1,51 2,28

8 1,23 4,48 -3,25 10,56

8

9 0,8 2,5 -1,7 2,89

10 0,9 1,3 -0,4 0,16

∑ 14,76 30,85 -16,26 333,38

Rata2 1,476 3,085 -1,626 33,338

Sd2 = JK

n−1

= 333,3810−1

= 333,38

9

= 37,04

Sd = S d2

n

= 37,04

10

= 3,704

T hit = a−bS d

= −1,6263,704

= 0,44

T tabel : T (α: 5%; 9) = 2,262

T Hitung < T tabel → 0,44 < 2,262

Artinya besarnya energi kinetik pada daerah terbuka dan ternaungi tidak

berbeda nyata.

B. Pembahasan

Erosi adalah proses hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian –

bagian tanah dari suatu tempat yang tersangkut oleh air atau angina ke

tempat lain. Tanah yang tererosi diangkut oleh aliran permukaan akan

diendapkan di tempat – tempat aliran air melambat seperti sungai, saluran

– saluran irigasi, waduk, danau atau muara sungai. Hali ini berdampak

pada mendangkalnya sungai sehingga mengakibatkan semakin seringnya

terjadi banjir pada musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau

(Dewi et al., 2012). Sedangkan menurut Lihuwa (2009), erosi merupakan

salah satu bentuk proses eksogen yang dapat merubah konfigurasi

9

permukaan bumi. Erosi merupakan proses pengikisan permukaan bumi

oleh tenaga yang melibatkan pengangkatan benda – benda, seperti air

mengalir, air, angin dan gelombang atau arus.

Menurut Suripin (2001) erosi terjadi melalui tiga tahap, yaitu tahap

pelepasan partikel tunggal dari masa tanah dan tahap pengangkutan oleh

media yang erosive seperti aliran air dan angin. Pada kondisi dimana

energi yang tersedia tidak lagi culup untuk mengangkut partikel, maka

akan terjadi tahap ketiga yaitu pengendapan.

Gambar 1. Diagram proses terjadinya erosi air (Meyer dan Wischmeier, 1969 di dalam Hardjowigeno 1995)

10

Proses terjadinya erosi di suatu lereng dapat digambarkan dengan

suatu diagram pada Gambar 1 (Mayer dan Wischmeier, 1969) dalam

Hardjowigeno (1995). Untuk dapat terjadi erosi, tanah harus dihancurkan

oleh curah hujan dan aliran permukaan, kemudian diangkut ke tempat lain

oleh curah hujan dan aliran permukaan. Pada Gambar 1 dapat dilihat

bahwa pada suatu bagian lereng terdapat input bahan – bahan tanah yang

dapat dierosikan yang berasal dari lereng atas serta penghancuran tanah di

tempat tersebut oleh pukulan curah hujan dan pengikisan aliran

permukaan. Kecuali itu terdapat output akibat pengangkutan tanah oleh

curah air hujan dan aliran permukaan (run off). Bila total daya angkut dari

air tersebut (curah air hujan + aliran permukaan), lebih besar dari tanah

yang tersedia, maka akan terjadi erosi. Sebaliknya bila total daya angkut

lebih kecil dari total tanah yang dihancurkan akan terjadi pengendapan di

bagian lereng tersebut (Purnama, 2008).

Erosi yang terjadi dapat dibedakan berdasarkan produk akhir yang

dihasilkan proses itu sendiri. Erosi juga dapat dibedakan karena

kenampakan lahan akibat erosi itu sendiri. Atas dasar itu erosi dibedakan,

yaitu 1) erosi percikan (splash erosion), 2) erosi lembar (sheet erosion), 3)

erosi alur (rill erosion), 4) erosi parit (gully erosion), 5) erosi tanah

longsor (land slide), dan 6) erosi pinggir sungai (stream bank erosion)

(Rahim, 1995 dan Nursa’ban, 2006).

Erosi terdiri atas normal erosion (erosi alamiah) dan accerlarated

erosion atau erosi yang dipercepat. Dari kedua macam erosi itu, erosi yang

11

dipercepatlah yang bentuk – bentuknya perlu kita perhatikan, selain itu

erosi macam ini juga sering terjadi karena perbuatan manusialah yang

mendorongnya.

Gambar 2. Klasifikasi erosi

Hujan yang jatuh ke permukaan tanah memiliki energi kinetik yang

dapat dibagi menjadi dua, yaitu energi potensial dan energi kinetik. Energi

kinetik merupakan energi yang terjadi ketika hujan jatuh ke permukaan

tanah dengan kecepatan dan butir hujan tertentu sehingga dapat

menghancurkan agregat – agregat tanah. Peningkatan energi dalam

penghancuran agregat tanah ini didukung oleh faktor kemiringan lereng.

Pinczes (1981) menyatakan bahwa parameter kelerengan dapat dibagi

menjadi dua yaitu sudut lereng dan energi lereng. Sudut lereng adalah

sudut yang terbentuk terhadap bidang horizontal. Energi lereng adalah

besarnya energi potensial yang dipengaruhi oleh topografi di wilayah

tersebut. Zachar (1982) menyatakan bahwa apabila tekuk lereng semakin

besar maka koefisien aliran dan daya angkut meningkat, kstabilan tanah

12

dan kestabilan lereng menurun, erosi percik meningkat dan perpindahan

material tanah lebih besar. Kedua faktor tersebut merupakan pemicu

terjadinya erosi (Tarigan, 2012).

Pengendalian erosi dapat dilakukan melalui tiga metode, yaitu

metode vegetas (biologi), metode mekanis dan metode pemakaian bahan –

bahan pemantap tanah (soil conditioner) (Sarief, 1985).

1. Metode Vegetasi

Metode ini mempergunakan tumbuhan atau tanaman dan sisa – sisanya

untuk mengurangi daya rusak hujan yang jatuh, jumlah dan daya rusak

aliran permukaan. Yaitu dengan melakukan penanaman berbagai jenis

tanaman. Fungsi tanaman untuk melindungi tanah terhadap daya tumbuhan

butir – butir air hujan, melindungi tanah terhdap daya perusak aliran air di

atas permukaan dan memperbaiki penyerapan air oleh tanaman

(Kartasapoetra, 1991). Disamping itu tanaman dalam metode ini dapat

berfungsi melindungi tanah dari aliran permukaan, dan memperbaiki

kapasitas infiltrasi tanah dan penahanan air yang akan mempengaruhi

besarnya aliran permukaan.

Beberapa cara yang dapat dilakukan dalam usaha konservasi tanah

secara vegetasi adalah:

a. Sisa – sisa tumbuhan penutup tanah

b. Penanaman tanaman penutup tanah

c. Pergiliran tanaman

d. Penanaman tumbuhan dalam jalur

13

2. Metode Teknis Mekanis

Pengendalian erosi secara teknis mekanis adalah usaha – usaha

pengawetan tanah untuk mengurangi banyaknya tanah yang hilang di daerah

lahan pertanian dengan cara – cara mekanis. Usaha pengendalian erosi

secara teknis mekanis berupa bangunan – bangunan teknis pada lahan yang

miring, berupa teras dan saluran pembuangan air (Sarief, 1985). Metode

mekanik dalam pengendalian erosi berfungsi: a) memperlambat aliran

permukaan, b) menampung dan menyalurkan aliran permukaan dengan

kekuatan yang tidak merusak, c) memperbaiki atau memperbesar infiltrasi

air ke dalam tanah dan memperbaiki aerasi tanah, serta d) menyediakan air

bagi tanaman.

Adapun usaha – usaha teknis untuk pengendalian erosi dapat berupa:

a. Pembuatan teras

b. Saluran pembuangan air (SPA)

c. DAM penahan

d. Penghijauan

3. Metode Kimiawi

Metode kimia dalam pengendalian erosi menggunakan preparat kimia

sintetis atau alami. Metode ini sering dikenal dengan sebutan soil

conditioner, yang bertujuan memperbaiki struktur tanah. Beberapa contoh

soil conditioner yaitu PVA (Polyvinyl alcohol), PPA (Poly acrylic acid),

VAMA (Vinyl acetate malcic acidcopolymer). DAEMA (Dimethyl amino

ethyl metacrylate), dan Emulsi Bitumen.

14

Sering pula dilakukan pengendalian erosi dengan mengkombinasikan dari dua

metode pengendalian erosi atau bahakan ketiga metode tersebut di atas dan

digunakan secara bersamaan dalam usaha mengendalikan erosi.

Energi kinetik hujan merupakan faktor utama dalam erosi akibat air

hujan. Energi kinetik hujan adalah nilai energi total yang terjadi akibat

transformasi jatuh butiran hujan menjadi energi mekanik yang

memberikan nilai pada suatu intensitas tertentu dan merupakan estimasi

dari distribusi ukuran butir hujan untuk intensitas tersebut. Energi kinetik

hujan dapat menyebabkan hancurnya agregat permukaan tanah hingga

mempermudah pengangkutan bila terjadi aliran permukaan. Hudson

(1985) menyatakan bahwa energi kinetik dapat dihitung menggunakan

rumus dasar:

EK=12

M V 2

Dimana EK = energi kinetic (joule/ha/mm), m = massa butiran hujan (kg), v =

kecepatan jatuh butiran hujan (m/detik).

Bertambahnya jumlah butiran hujan akan diikuti dengan peningkatan energi

kinetik hujan. Energi kinetic hujan dapat dihitung dengan rumus:

Ek=11,87+8,73 log I

Dimana Ek = energi kinetik (Joule/ha/mm) dan I = Intensitas hujan (mm/jam).

Prediksi tingkat bahaya erosi akibat perubahan penutupan lahan

telah banyak dilakukan melalui pendekatan model hidrologi diantaranya

USLE (Universal Soil Loss Equation). Dalam permodelan hidrologi

15

metode USLE termasuk ke dalam model empiris yang bersifat lumped

dimana parameter dan variabel masukan, keluaran dan besaran yang

mewakilinya tidak memiliki variabilitas keruangan atau spatial (Harto,

1993). Namun sesuai dengan perkembangannya, saat ini model USLE

telah dapat diaplikasikan dengan menggunakan Sistem Informasi

Geografis (SIG). Model hidrologi lain yang banyak digunakan selain

USLE yaitu ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environment

Response Simulation). Model hidrologi yang diperkenalkan oleh Beasley

dan Huggins pada tahun 1991 kemudian dikembangkan kembali oleh

Environmental Protection Agency (EPA) di bawah Purdue Agricultural

Experiment Station. ANSWERS merupakan model simulasi karakteristik

DAS yang biasanya digunakan untuk mengevaluasi kondisi DAS

khususnya di daerah pertanian. Keunggulan utama model ini adalah dapat

digunakan untuk kegiatan simulasi perencanaan dan mengevaluasi strategi

dalam mengendalikan erosi (Arini et al., 2007).

Dari hasil praktikum diperoleh nilai rata – rata EK naungan yaitu

1,476 dan non naungan 3,085. Selanjutnya dilakukan perhitungan analisis

untuk memperoleh nilai T diperoleh hasil sebesar 0,44. Sementara itu nilai

T tabel 5% yang diperoleh sebesar 2,262, sehingga T hitung < T tabel,

dengan T hitung = 0,44 dan T tabel = 2,262. Jadi diperoleh kesimpulan

bahwa besarnya energi kinetik pada daerah naungan dan non naungan

tidak berbeda nyata.

16

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil praktikum energi kinetik pada ternaungi sebesar 1, 478

dan non naungan sebesar 3,085.

2. Energi kinetik hujan pada tempat yang ternaungi lebih kecil daripada tempat

yang tidak ternaungi.

3. Semakin besar jumlah curah hujan bulanan maka semakin besar energi

kinetiknya.

B. Saran

Pada saat praktikum atau pengamatan dilakukan dengan sebaik –

baiknya. Apabila diperlukan data yang lebih baik, sebaiknya dilakukan uji

lebih lanjut atau dengan menambah waktu pengamatan

17

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB. Bogor.

Asmaranto, R., Ery S., dan B. A. Permana. 2012. Aplikasi sistem informasi

geografis (SIG) untuk identifikasi lahan kritis dan arahan fungsi lahan

daerah aliran sungai Sampean. Jurnal Pengairan.

Damayanti, L. S. 2005. Kajian Laju Erosi Tanah Andisol, Latosol dan Grumosol

Untuk Berbagai Tingkat Kemiringan Dan Intensitas Hujan Di Kabupaten

Semarang. Skripsi. Universitas Diponegoro. Semarang.

Dewi, I G. A. S. U., Ni Made T., dan T. Kusumawati. 2012. Prediksi erosi dan

perencanaan konservasi tanah dan air pada daerah aliran sungai Saba. E –

Jurnal Agroekoteknologi Tropika 1 (1): 12 – 23.

Hardjowigeno, S. 1995. Ilmu Tanah. Akademika Presindo. Jakarta.

Kartasapoetra, dkk. 2000. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. Rineka Cipta.

Jakarta.

Kuncoro, W. R. 2012. Distribusi spasial tingkat kehilangan tanah di daerah aliran

sungai Petir. Jurnal Bumi Indonesia Vol. 1 No. 3.

Lihawa, F. 2009. Pendekatan geomorfologi dalam survei kejadian erosi. Jurnal

Pelangi Ilmu 2 (5): 1 – 18.

Nursa’ban, M. 2006. Pengendalian erosi tanah sebagai upaya melestarikan

kemampuan fungsi lingkungan. Jurnal Geomedia 4 (2): 93 – 116.

Pinczes, Z. 1981. Judgement of The Danger of Erosion through the Evaluation

Regional Condition. John Wiley and Sons Inc. New York.

18

Purnama, N. E. 2008. Pendugaan Erosi dengan Metode USLE (Universal Soil

Loss Equation) Di Situ Bojongsari, Depok. Skripsi. Institut Pertanian

Bogor. Bogor.

Rahim, S. E. 1995. Pelestarian Lingkungan Hidup Melalui Pengendalian Erosi

Tanah. Universitas Sriwijaya. Palembang.

Sarief, S. 1986. Konservasi Tanah dan Air. Pustaka Buana. Bandung.

Suripin. 2001. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Penerbit ANDI.

Yogyakarta.

Tarigan, D. R. 2012. Pengaruh erosivitas dan topografi terhadap kehilangan tanah

pada erosi alur didaerah aliran sungai Secang Desa Hargotitro Kecamatan

Kokap Kabupaten Kulonprogo. Jurnal Bumi Indonesia Vol.1 No. 3.

Utomo, W. H. 1994. Erosi dan Konservasi Tanah. IKIP Malang. Malang.

Zachar, D. 1982. Soil Erosion. Elsevier Scientific Publishing Company: Forest

Research Institute. Zvolen, Czecholovakia.

19