1. TEKNIK PENGAWETAN TANAH DAN AIRModel Konservasi Tanah dan Air Helmas Dwi Antoro Tanjung A1H009041

2. PendahuluanBesarnya erosi dan pengaruh suatu teknikkonservasi tanah terhadap erosi dan aliranpermukaan dapat dievaluasi dengan melakukanpengukuran secara langsung di lapangan ataudengan memprediksinyayaitu denganmenggunakan model. Pengukuran secara langsungmembutuhkan waktu pengamatan yang relatif lamadan memerlukan biaya yang mahal, baik untukinstalasi alat,pengoperasian,maupunpemeliharaan alat. Oleh karena itu, penggunaanmodel dapat menjadi salah satu alternatif. 3. Pengertian ModelHaan (1989) mendefinisikan model sebagaikumpulanhukum-hukum fisikdanataupengamatan empirik yang ditulis dalam bentukpersamaan-persamaanmatematikdandikombinasikansedemikian rupa untukmenghasilkan sekumpulan hasil berdasarkan padasekumpulan kondisi yang sudah diketahui ataudiasumsikan 4. EmpirikModel FisikKonseptual 5. USLE (Universal Soil LossEquation)USLE merupakan suatu model empirik untukmemprediksi erosi dari suatu bidang tanah. USLEmemungkinkan perencana menduga laju rata-rataerosi suatu tanah tertentu pada suat kecuramanlereng dengan pola hujan tertentu untuk setiapmacam pertanaman dan tindakan pengelolaan(tindakan konservasi tanah) yang mungkindilakukan atau yang sedang dipergunakan (Arsyad,1989).A = R . K . L.S . C . P 6. Dimana:A = Banyaknya tanah tererosiR = faktor curah hujan dan aliran permukaan (Erosivitas)K = faktor erodibilitas tanahL,S= faktor panjang dan kemiringan lerengC = faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanamanP = faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah 7. R = 6,119(RAIN)1,21(DAY S) 0,47(MAXP)0,53 L = ()m A = R . K . L.S . C .P100K = 2,1M1,14(10-4)(12 -a) + 3,25(b -2) + 2,5(c-3) S = (0,0138 + 0,00965 + 0,00138 2) 8. Persamaan L dan S sangat sulit diterapkan padaSIG berbasis pixel karena variabilitas panjanglereng yang sangat kompleks. Moore and Burch(1986) dalam Kinnell (2008) telah mengembangsuatu persamaan untuk mencari nilai LS denganmemanfaatkan data DEM pada SIG. Adapunpersamaan itu adalah:LS = (X .CZ/22.13)0,4(sin /0,0896)1,3 9. KelemahanKelebihanTidak Efektif relative sederhana Over estimasiParameter sedikit Adaptasi Mudah di kelolah 10. Keunggulan lain USLE juga berguna untuk menentukan kelayanatau tindakankonservasitanahdalamperncanaan lahan dan untuk memprediksi non-point sendiment losses dalam hubungannyadengan program penegndalian polusi. Pada tingkat lapangan, USLE sangat bergunauntuk merumuskan rekomendasi atauperencanaan yang berkaitan dengan bidangagronomi, karena dapar digunakan sebagai dasaruntuk pemilihan land use dan tindakankonservasi tanahyangditujukan untukmenurunkan on-site effect dari erosi. 11. Model Erosi Rose (GUEST)GUEST merupakan modelpersamaan fisikyangperhitungannya didasarkan padakonsentrasisendimenyangtersuspendi di dalam aliranpermukaan, dikembnagkan olehrose dan hairsine (1988). 12. AGNPS (Agricultural Non Point Source PollutionModel) Model AGNPS bekerja pada basis sel geografis (dirichlet tesselation) yang digunakan untuk menggambarkan kondisi daratan (upland) dan saluran (channel). Dirichlet tesselation adalah proses pembagian dan pengelompokan DAS menjadi sel (tiles) yang juga dikenal dengan nama polygon Thiessen atauVoronoi. Setiap sel berbentuk bujur sangkar seragam yang membagi DAS secara merata, di mana memungkinkan analisis pada titik dalam suatu DAS. 13. Parameter Masukan Model AGNPSParameter Masukan DAS Nama dan keterangan DAS Luas tiap sel Jumlah sel Curah hujanEnergi intensitas hujan 14. Sedangkan parameter masukan per sel dalammodel AGNPS terdiri dari 22 parameter, yaitu : nomor sel; tanaman; nomor sel penerima; faktor pengelolaan tanah; divisi sel; konstanta kondisi divisi sel penerima; permukaan; arah aliran; faktor COD; bilangan kurva aliran tekstur tanah;permukaan; indikator pemupukan; kemiringan lereng (%); indikator pestisida; faktor bentuk lereng; indikator point source; panjang lereng; indikator tambahan erosi; koefisien aliran Manning; faktor genangan; dan faktor erosibilitas tanah; indikator saluran. faktor pengelolaan 15. Parameter Keluaran ModelAGNPSKeluaran DAS, meliputi : volume aliran permukaan; laju puncak aliran permukaan; total hasil sedimen; total N dalam sedimen; total N terlarut dalam aliran permukaan; konsentrasi N terlarut dalam aliran permukaan; total P dalam sedimen; total p terlarut dalam aliran permukaan; konsentrasi P terlarut dalam aliran permukaan; total COD terlarut dan konsentrasi COD terlarutdalam aliran permukaan. 16. keluaran per sel dari masing-masing sel yang terdapatdalam DAS dapat berupa : Hidrologi, meliputi : a) volume aliran permukaan; b) lajupuncak aliran permukaan; dan c) bagian aliranpermukaan yang dihasilkan di dalam sel. Sedimen, meliputi : a) hasil sedimen; b) konsentrasisedimen; c) distribusi ukuran partikel sedimen; d) erosiyang dipasok dari sel sebelah atasnya; e) jumlahdeposisi; f) sedimen di dalam sel; g) rasio pengkayaanoleh ukuran partikel; dan h) rasio pengangkutan olehukuran partikel. Kimiawi, meliputi : a) nitrogen (massa N per satuan luasdi dalam sedimen, konsentrasi material terlarut, danmassa dari material terlarut); b) fosfor (massa P persatuan luas di dalam sedimen, konsentrasi dari materialterlarut, dan massa dari material terlarut); dan c) COD(konsentrasi COD dan massa COD terlarut per satuanluas). 17. Kelebihan Model AGNPSKelebihan model ini terletak pada parameter-parameter model yang terdistribusi di seluruhareal DAS, sehingga nilai-nilai parameter modelbenar-benar mencerminkan kondisi biofisikDAS pada setiap satuan luas di dalam DAS.Selain erosi, model ini mampu menghasilkankeluaran-keluaran seperti : volume dan lajupuncak aliranpermukaan,hasilsedimen, kehilangan N, P dan COD (Young etal. 1994). 18. ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environmental ResponseSimulation)Model ANSWERS (areal nonpoint sourcewatershed environmentalresponsesimulation) merupakan sebuah modelhidrologi dengan parameter terdistribusiyang mensimulasikan hubungan hujan-limpasan dan memberikan dugaan hasilsedimen. Model hidrologi ANSWERSdikembangkan dari US-EPA (UnitedStatesEnvironment ProtectionAgency)olehPurdueAgriculturalEnviroment Station (Beasley and Huggins1991). 19. Parameter Masukan ModelANSWERSData masukan model ANSWERS dikelompokkan dalam limabagian (de Roo 1993), yaitu : Data curah hujan, yaitu : jumlah dan intensitas hujan pada suatukejadian hujan. Data tanah, yaitu : porositas total (TP), kapasitas lapang (FP),laju infiltrasi konstan (FC) selisih laju infiltrasi maksimum denganlaju infiltrasi konstan (A), eksponen infiltrasi (P), kedalaman zonakontrol iniltrasi (DF), kandungan air tanah awal (ASM), danerodibilitas tanah (K). Data penggunaan dan kondisi permukaan lahan, meliputi :volume intersepsi potensial (PIT), persentase penutupan lahan(PER), koefisien kekasaran permukaan (RC), tinggi kekasaranmaksimum (HU), nilai koefisien manning untuk permukaan lahan(N), faktor tanaman dan pengelolaannya (C). Data karakteristik saluran, yaitu lebar saluran (CW) dan koefisienmanning (N). Data satuan individu elemen, yaitu : kemiringan lereng, arahlereng, jenis tanah, jenis penggunaan lahan, liputan penakarhujan, kemiringan saluran, dan elevasi elemen rata-rata. 20. Parameter Keluaran ModelANSWERS Keluaranmodel berupa hasil prediksi, yaitu : ketebalan aliran permukaan, debit puncak, waktu puncak, rata-rata kehilangan tanah, laju erosi maksimum tiap elemen, laju deposisi maksimum tiap elemen dan pengurangan jumlah sedimen akibat tindakan konservasi tanah. Model ANSWERS juga menampilkan grafik yang berisi hyetograf hujan terpilih, hidrograf aliran permukaan, dan sedimentasi. Dari setiap kajadian hujan dapat dianalisis debit puncak dan waktu puncak. Debit puncak adalah nilai puncak (tertinggi) dari suatu hidrograf aliran, dan waktu puncak adalah selang waktu mulai dari awal terjadinya aliran permukaan sampai terjadinya debit puncak (Beasley and Huggin 1991). 21. Kelebihan dan Kelemahan ModelANSWERSBeasley dan Huggins (1991), mengemukakan bahwa modelANSWERS sebagai sebuah model hidrologi mempunyaikelebihan, antara lain : Dapat mendeteksi sumber-sumber erosi di dalam DAS sertamemiliki kemampuan sebagai alat untuk strategi perencanaandan evaluasi kegiatan RLKT DAS. Dapat mengetahui tanggapan DAS terhadap mekanismepengangkutan sedimen ke jaringan aliran yang ditimbulkan olehkejadian hujan Sebagai suatu paket program komputer yang ditulis dalambahasafortran, mempunyai kemampuan untuk melakukansimulasi hujan-limpasan dari berbagai perubahan kondisipenggunaan lahan dalam DAS. Untukmelakukan inputingdatabase(topografi, tanah, penggunaan lahan, sistem saluran) ke dalammodel dapat diintegrasikan dengan data dari remote sensingmaupun SIG. Adanya variasi pemilihan parameterinput danoutput dari modeldisesuaikan dengan kebutuhan pengguna. Sesuai untuk diterapkan pada lahan pertanian, hutan, maupun 22. Sedangkan kekurangan nodel ANSWERSantara lain : Semakin kompleks, terutama pada data perlukan danwaktu penghitungan, dimana besarnya tergantungdari berbagai faktor, seperti luas DAS dan jumlah grid. Model terdistribusi relatif masih bari dibanding lumpedparameter, sehingga masih perlu pengembangan danpenyesuaian. Karena hanya untuk tiap kejadian hujan (individualevent), maka model ini tidak memiliki sub model untukevapotranspirasi. Erosi dari saluran belum diperhitungkan ke dalammodel. Batas grid kemugkinan tidak menggambarkan batasyang sebenarnya Untuk sebuah grid dalam kenyataan dapat lebih besardari luas sub-sub DAS 23. KesimpulanDampak penerapan teknik konservasi tanah terhadapbesarnya erosi yang terjadi dapat dievaluasi melalui 2cara yaitu pengukuran langsung di lapangan dandiprediksi menggunakan model-model matematis yangdibangun untuk maksud tersebut. Pengukuran langsungmemerlukan waktu yang lama untuk menghasilkan datayang memadai untuk bisa dibandingkan dan biaya yangtidak sedikit untuk memelihara dan mengamatinya dilapangan, untuk itu model-model konservasi dapatmenjadi alternatif yang cepat dapat memberikan angkakuantitatif. Penggunaan model-model konservasi telahbanyak digunakan di berbagai negara termasukIndonesia, namun demikian pengembangan model-model konservasi dan input paramaternya yang sesuaiuntuk kondisi negara tropis seperti Indonesia belumbanyak dilakukan. 24. Terima KasihBelajar adalah sikap berani menantang segala ketidakmungkinan bahwa ilmu yang takdikuasai akan menjelma di dalam diri manusiamenjadi sebuah ketakutan, belajar dengankeras hanya bisa dilakukan oleh sesorang yang bukan penakut.(Anwar Fuadi)