PROSES EROSI

M E i j di?Mengapa Erosi terjadi?

Ini sangat tergantung pada daya kesetimbangan antara air h j ( li ) d hhujan (atau limpasan) dengan tanah.

Air hujan dan runoff befungsi sebagai transport. Jika tenaga b l k d t h > d i d i t i t h kyang berlaku pada tanah > daripada resistansi tanah, maka

partikel tanah akan terlepas dan terbawa oleh aliran.

Upaya pencegahan yang mungkin dilakukan adalahUpaya pencegahan yang mungkin dilakukan adalah menghindarkan pukulan butir air hujan mengenai langsung tanah.

Iklim Tropika Air (penyebab utama)Iklim Tropika Air (penyebab utama)

Erosi tanah oleh air

c dDh Dl Th Tlc d

Butir tanah yang lepas

Kapasitas angkut air

< atau >

Tanah Tererosi

< atau >

Tanah Tererosi

Dh : Penghancuran struktur tanah menjadi butir-butir primer oleh energi tumbukan butir hujan yang menimpa tanaholeh energi tumbukan butir hujan yang menimpa tanah.

Dl : Penghancuran struktur tanah

Th P d l h i t (di i) dTh : Perendaman oleh air yang tergenang (dispersi) dan pemindahan butir tanah oleh percikan hujan

Tl : Pengangkutan butir tanah oleh air yang mengalir diTl : Pengangkutan butir tanah oleh air yang mengalir di permukaan tanah

Butir hujan dengan kecepatan tinggikecepatan tinggi

Butir hujan mengenai tanah yang tidak terlindung

Aliran dengan membawa material tanah

Tetesan air hujan

Air hujan biasanya berdiameter 2-5 mm.

Semakin besar butirannya semakin cepatSemakin besar butirannya, semakin cepat jatuhnya. Tetesan paling besar mampu memukul tanah dengan kecepatan 30 km per jam.

Saat butiran memukul tanah yang tidak terlindung, terdapat transfer energi secaraterlindung, terdapat transfer energi secara langsung ke tanah. Energi ini menghancurkan ikatan antar partikel tanah kemudian melemparkan partikel tersebut hingga sejauhmelemparkan partikel tersebut hingga sejauh 150 mm lebih dari titik pukul.

Runoff

Terjadi ketika kecepatan (intensitas) air hujan melebihi kemampuan tanah untuk menyerapnya, maka air akan melimpah di atas permukaan tanah dan mulai mengalirmelimpah di atas permukaan tanah dan mulai mengalir.

Jika topografinya relatif datar, maka kecepatan mengalirnya akan rendah tetapi jika kemiringannya besar maka gravitasiakan rendah tetapi jika kemiringannya besar, maka gravitasi akan menyebabkan aliran bergerak cepat menuruni lahan.

Penggerusan (Scouring)

Air yang mengalir di atas tanah mempunyai potensi untuk mengeruk/menggerus material dari permukaan tanah yang g gg p y gdilewatinya.

Semakin cepat aliran air semakin besar potensi penggerusannya.

Tanah clay loam dapat digerus oleh aliran air dengan kecepatan 800 /d ik l bih d k h b i k800mm/detik lebih sedangkan tanah berpasir akan tergerus pada kecepatan 400mm/detik. Kecepatan dua kali lipatnya akan meningkatkan potensiKecepatan dua kali lipatnya akan meningkatkan potensi penggerusan hingga 16 kali.

Transport

Aliran air akan membawa partikel tanah yang sudah terlepas.

Semakin kecil partikelnya semakin mudah terbawa.Semakin kecil partikelnya semakin mudah terbawa.

Peningkatan kecepatan aliran hingga dua kali lipat akan meningkatkan kapasitas transport hingga 32 kali.g p p gg

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EROSI

E (i t )E = (i, r, v, t, m)E = Erosi i = iklim t = sifat tanah

v = vegetasi r = topografi m = manusia

IKLIM

Hujan : Besarnya curah hujan Kekuatan dispersi

J l h d k tIntensitas

Distribusi hujan

Jumlah dan kecepatan aliran permukaan

Kerusakan erosiKerusakan erosi

Besarnya curah hujan: volume air yang jatuh pada suatu arealBesarnya curah hujan: volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Satuan m3/m2 atau biasanya dalam tinggi air (mm).

Intensitas curah hujan: besarnya curah hujan yang jatuh dalamIntensitas curah hujan: besarnya curah hujan yang jatuh dalam waktu singkat (5, 10, 15 atau 30 menit). Satuan mm/jam

Intensitas hujan

Kohnke dan Bertrand (1959)I i ( /j ) Kl ifik i

Indonesia

Intensitas hujan (mm/jam)

Klasifikasi

< 6,25 Rendah

Intensitas (mm/jam) Klasifikasi0 5 Sangat rendah

6 10 Rendah(gerimis)

6,25 12,5 Sedang

12,5 50 Lebat

11 25 Sedang

26 50 Agak tinggi

51 75 Tinggi,

> 50 Sangat lebat51 75 Tinggi

> 75 Sangat tinggi

Intensitas hujan terhadap aliran permukaan

Belum tentu intensitas hujan tinggi timbul aliran permukaanAda pengaruh waktu/lama hujan Hujan Lebih

Hujan lebih

Lamanya < 1 jam jika jumlah air yang jatuh > 20 mm Lamanya > 1 jam, berlaku rumus: (U.S. Weather Bureau)

T0,010,20 + T L h j ( it)mm/jam1500x T

T0,01 0,20 I += T = Lamanya hujan (menit)

Butir-butir hujan

Ukuran butir: Diameter 1- 4 mm, Tropis (rata- Intensitas hujan Diameter median

Hubungan Intensitas dengan Diameter (Laws and Parson, 1944)

, p (rata 4 mm). Max 7 mm

Ukuran butir hujan di

Intensitas hujan (mm/jam)

Diameter median butir-butir (mm)

0,25 0,75 1,00

1 25 1 00 1 25tropis > di daerah beriklim sedang.

1,25 1,00 1,25

2,5 1,25 1,50

12,5 1,75 2,00Ada korelasi antara ukuran butir hujan dengan intensitas

, , ,

25 2,00 2,25

50 2,25 2,50g(Tabel) 100 2,75 3,00

150 3,00 3,25

Kecepatan jatuh butir-butir hujan

Dipengaruhi oleh: Gravitasi, Tahanan udara, dan Angin

Gravitasi bekerja secara seragam terhadap semua butir dari berbagai ukuran, tetapi Tahanan udara per satuan massa air semakin besar dengan semakin kecilnya butir.g y

Butir makin kecil, makin besar permukaan jenisnya. Pemukaan jenis: luas permukaan per satuan massa.

Laju kecepatan jatuh semakin dengan semakin besarnya butir.

Butir hujan yang kecil, permukaannya hampir menyerupai bola sehingga

Kecepatan jatuh berbagai ukuran butir hujan setelah jatuh 20 meter (Laws 1941)menyerupai bola sehingga

tegangan permukaannya besar.

Sedangkan butir besarUkuran butir

(mm)Kecepatan

jatuh (m/dt)

(Laws, 1941)

Sedangkan butir besar berbentuk agak gepeng dengan permukaan bawah yang datar

hi t h d l bih

1,25 4,85

1,50 5,51

2,00 6,58sehingga tahanan udara lebih besar dan tegangan permukaannya lemah,

, ,

3,00 8,06

4,00 8,86

5 00 9 25akibatnya mudah pecah oleh tekanan udara.

5,00 9,25

6,00 9,30

Energi kinetik hujan dan Indeks Erosivitas Hujan

Penyebab pokok dalam penghancuran agregat tanah

I t k i i i t it / I d k E i it H j (EI )Interaksi energi-intensitas / Indeks Erosivitas Hujan (EI30) (Weiscmeier dan Smith, 1958):Energi kinetik hujan: Interaksi energi-intensitas:Energi kinetik hujan:

E = 210 + 89 log I

E = energi kinetik (metrik

Interaksi energi intensitas:

EI30 = E (I30 . 10-2)

EI I t k i i i t itE = energi kinetik (metrik ton meter/ha/cm hujan)

I = intensitas hujan

EI30 = Interaksi energi-intensitas

E = energi kinetik (ton m/ha)I intensitas hujan (cm/jam) I30 = intensitas maks.30 menit

(cm/jam)

Rumus EI30 tersebut hanya untuk data dari penakar hujan otomatis.

K t b t k dib t l i d kKarena terbatas, maka dibuat persamaan lain dengan penakar hujan biasa.

Lenvain (1975)Bols (1978)

Lenvain (1975)

EI30 = 2,34 R1,98

R C h h j t h

EI30 = 6,119 (RAIN)1,21 (DAYS)-0,47 (MAXP)0,53

EI30 = Indeks erosi hujan bulanan R = Curah hujan tahunan RAIN = CH rata-rata bulanan (cm)

DAYS = Jumlah hari hujan rata-rata per bulan

MAXP CH maks selama 24 jam pd b lan bsMAXP = CH maks. selama 24 jam pd bulan ybs.

EI30 tahunan = Jumlah EI30 bulanan

TOPOGRAFI

KEMIRINGAN LERENG

Dinyatakan dalam derajat atau persenDinyatakan dalam derajat atau persen

10 m

100 m

10 m Kemiringan 10%

Kecuraman lereng 100% = 45

Hubungan kemiringan lereng dengan erosi

Untuk kemiringan > 8% (Zing,1940)( g, )

X = C Sm

X = berat tanah tererosi

Untuk kemiringan < 8% (Woodruff and Whitt, 1942)

X = berat tanah tererosi

S = kemiringan lerengE = a + b S1,49

E = besarnya erosim = konstanta lereng

a dan b = konstanta

S = kemiringan lereng (%)S e g e e g (%)

PANJANG LERENG

Dihit l i d i titik k l li k iDihitung mulai dari titik pangkal aliran permukaan sampai suatu titik dimana air masuk ke saluran atau sungai atau dimana kecepatan aliran berubah.

Kecepatan di bagian bawah lebih tinggi sehingga lebih banyak yang tererosi.

Jika panjang lereng 2 kali lipat, maka erosi total menjadi 2 kali lipat, tetapi erosi per satuan luas sama.

KONFIGURASI LERENG

Cembung: sheet erosion dan Cekung: erosi alur atau paritCembung: sheet erosion dan Cekung: erosi alur atau parit

KESERAGAMAN LERENG

K l tid k l l Ali k dKecuraman lereng tidak selalu seragam. Aliran permukaan dan erosi lebih kecilpada lereng yang tidak seragam

ARAH LERENGARAH LERENG

Tanah berlereng yang terkena sinar matahasi secara langsung dan intensif kandungan bahan organiknya lebih rendah dandan intensif, kandungan bahan organiknya lebih rendah dan tanah lebih mudah terdispersi.