IV. EROSI TANAHPada tanah-tanah pertanian yang intensif (terus menerus ditanami) dan tidak diikuti dengan usaha-usaha pengelolaan tanah,tanaman dan air yang baik dan tepat akan mengalami penurunan produktivitas secara cepat, melalui kemerosotan tingkat kesuburan tanah. Disamping masalah kesuburan,produktivitas tanah juga merosot karena adanya gejala erosi. Erosi tanah merupakan masalah utama penyebab penurunan produktivitas tanah terutama di daerah-daerah dengan intensitas hujan yang tinggi dan lahan mempunyai kemiringan lebih dari 15%. Bahaya erosi tidak hanyamengenai daerah-daerahyang tererosi (hulu), melainkan juga berdampak padadaerah-daerah hilir yang menjadi tempat pengendapat sedimen.A. Proses ErosiErosi tanah merupakan suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan permukaan tanah yang disebabkan oleh agensia erosi.Di daerah tropika, agensia erosi yang utama adalah air hujan. Air hujan mempunyai dua bentukenergi yaitu energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek). Energi potensial air hujan berkaitan dengan letak air hujan dari permukaan bumi, yang besarnya sama dengan massa air hujan (m) dilakikan dengan jarak tinggi tempat (h) dan percepatan gravitasi bumi (g).

Ep = m.g.h .................................................(1)Dengan satuan kg.m^2/s^2atau dikenal dengan satuan Joule (J).Energi kinetik hujan dipeorel karena adanya gerakanair hujan menujupermukaan bumi, yang besarnya sama dengan massa dikalikan kuadratkecepatan jatuh hujan.

Ek = .m.v^2..............................................(2)Dengan satuan kg^2.m^2.s^-2 atau Joule (J).

Begitu tetesan air hujan bertumbukan dengan permukaan tanah, maka energi kinetik air hujan berubah menjadi energi penghancur agregat tanah. Agregat tanah yang menpunyai kekuatan ikatan lebih rendah dari energi kinetic hujan akan tercerai-berai menjadi ukuran yang lebihtinggi. Pada saat agregattanah terendam air, proses penghancuran agregat dipercepat oleh daya pengurai (dispers) dari air itu sendiri. Partikel-partikel halus yang terurai ini akan menyumbat pori-pori tanah, sehingga laju infiitrasimenurun. Penurunan laju infiitrasi mengakibatkan jumlah aliran limpasan (run off) meningkat tajam. Lajualiran limpasan mempunyai energi kinetik yang mampumengikis atau menghancurkan agregat dan mengangkut partikel-partikel tanah yang telah dihancurkan.

Apabila partikel-partikel tanah yang telah lepas (agregat yang hancur) melebihi kapasitas daya angkut aliran limpasan, mulailah terjadi proses pengendapan material lepas di sepanjang lintasan aliran permukaan. Peristiwa pengendapan suspensi ini juga dapat juga berlangsung apabila terjadi perubahan laju aliranlimpasan, misal kemiringan lereng menjadi lebih landai atau bahkan datar atau memasuki muara-muara aliran. Dengan demikian proseserosi yang disebabkan oleh agensia air dalam keadaan normal di lapangan meliputi tiga tahapan proses yaitu (1) proses penghancuran agregat termasuk dispersi agregat oleh pukulantetesan air hujan dan oleh daya dispersi air, (2) proses pemindahan (transportasi) bahan lepas hasil proses 1 oleh kekuatan aliran limpasan atau terlempar (terpercik) oleh pukulan tetes hujan ke tempat lain, dan (3) proses pengendapan (sedirnentasi) material terangkut di sepanjang lintasan aliran permukaan maupun di tempat-tempat pengendapan. Secara skematis proses terjadinya erosi tanah terlihat pada Gambar 4.B. Faktor-faktor ErosiMenurut Hudson (1973) erosi secara prinsip merupakan proses penghalusan atau pendataran permukaan, dimana tanahdan partikel-partikel batuan dihancurkan, dihaluskan, dan disortasi oleh gaya gravitasi. Agensiautama erosi adalah air dan angin. Air merupakan agensia erosi yang paling utama di daerah tropis terutama di daerah tropika basah, seperti Indonesia. Angin merupakan agensia erosi di daerah-daerah kering seperti di padang pasir Afrika, Amerika, China dan lain-lain.Menurut Gabriel tit Sarief (1985), erosi merupakan fungsi dari erosivitas hujan dan erodibilitas tanah. Morgan (1980) menyatakan bahwa erosi tanah disebabkan oleh (1) erosivitas hujan, (2) erodibilitas tanah, (3) kemiringan tanah dan (4) faktor pengelolaan tanah dan penutupan tanaman.1. Faktor erosivitas hujan (R)Hujan yang terjadi di alam tidak selalu menimbulkanerosi tanah. Hujan dengan intensitas yang tinggi namun berlangsung sangat singkat tidak menimbulkan erosi, akan tetapi hujan dengan intensitas yang rendah danberlangsung sangat lama, akan menghasilkan aliran permukaan yang besar dan akan menimbulkan erosi. Menurut Hudson (1973) kemampuan potensial hujan yang dapat menyebabkan terjadinya erosi disebut erosivitas hujan. Lebih lanjut dikatakan bahwa erosivitas hujan merupakan fungsi dari karakteristik hujan.Karakteristik hujan akan mementukan besarnya energiyang dimiliki hujan,terutama energi kinetik hujan, Karakteristik hujan yang berpengaruh terhadap beasrnya erosivitas hujan, menurut Hudson (1973) adalah (a) jumlah curah hujan, (b) intensitas hujan, (c) ukuran butiran hujan, (d) sebaran atau distribusi ukuran butiran hujan selama hujan berlangsung, dan (e) kecepatan akhir jatuhbutir hujan. Dalam setiap kejadian hujan, kelima sifat hujan ini tidak selalu sama dan bahkan jarang dijumpai adanya suatu pola yang pasti. Jumlah curah hujan merupakan parameter hujan yang paling tersediadalam setiap data stasiun klimatologi. Namun jarangsekali para pakar menghubungkan antara jumlah curah hujan dengan besarnya erosi yang terjadi. Pengetahuan tentang jumlah curah hujan belum cukup dapat menjelaskan fenomena kejadian erosi. Sebagai ilustrasi, kejadian hujan dengan jumlah curahhujan 200 mm pada suatu saat tidak menimbulkan erosi, tetapi pada saat yanglain jumlah yang sama yang jatuh pada tanah yang sama, dapat menimbulkan erosi yang hebat. Fenomena erosi ini tidak dapat dijelaskan hanya dengan informasi jumlah curah hujan saja. Pertanyaan yang muncul berkaitan denganlamanya waktu hujan. Curah hujan 200 mm dicapai dalam waktu yang lama (mungkin berjam-jam), wajar bila tidak menimbulkan erosi, dan sebaliknya curah hujan 200 mm dicapai dalam waktu singkat (hanya beberapa mentt) dapat dipastikan akan menyebabkan erosi yang hebat Contohlain, jumlah curah hujansebesar 3000mm yang tersebar merata sepanjang tahunmungkin tidak menimbulkan erosi tanah yang berarti, tetapi jika hanya berlangsung dalam waktu 2-3 bulan, maka erosi yang ditimbulkan akan sangat hebat sekali. Ada beberapa hal yang dapat dijelaskan. Pada fenomena yang pertama,memungkinkan (1) tanah selalu ditumbuhi tanaman danpermukaan tanah dalam keadaan yang selalu teriindungi, sehingga daya rusak air hujan dan air limpasan menjadi lebih keci|; (2) intensitas hujan rata-ratarsndah pada setia.p kejadian hujan, sehingga besarnya energi kinetik yang dimiliki setiap kejadian hujanrendah, sehingga kurang erosif. Sedangkan pada fenomena yang kedua, hujan yang sama turun dalam waktu singkat, mengindikasikan besarnya energi kinetik yang dimiliki, dengan dernikian letyih besar kemampuannya merus3k tanah (Utomo, 1983)

Intensitas hujan menjadi alternatif lain sebagai parameter hujan dalam kajian erosi. Para pakar sepakat bahwa intensitas hujan mempunyai hubungan yang lebih jelas dengan erosi yang terjadi, dibandingkan parameter jumlah curah hujan. Intensitas hujan menyatakan besarnya curah hujan yang jatuh per satuan waktu tertentu. Biasanya intensitas hujan dinyatakan dalam satuan mm.janv^1 ,cm.jam-1 atau inchi.jam-1 . Klasifikasi intensitas hujan menurut Arsyad (1989)seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Klasifikasi Intensitas Hujan

No. Intensitas hujan (mm/jam) Harkat

1. 75 Sangat tinggi

Menurut Fournier cit. Morgan (198,0) dari hasil penetitiannya di Ohio USA,

terdapat hubungan antara intensitas hujan dengan besarnya erosi tanah yangdinyatakan dalam kg.m-2 , sepertii pada Tabel 3. Dari beberapa penelitiandilaporkan bahwa intensity hujan mempunyai pola yang tidak konsisten terhadapbesarnya erosi yang terjadi. Hasil penelitian, Richter & Negedank cit Morgan(1980) di Jerman Barat pada plot dengan kemiringan 26 dan panjang lereng 8 mdiperoleh hasil bahwa curah hujan 15,6 mm dengan intesitas maksimum 50,4 mm.jam^-1 menyebabkan erosi sebesar 141 g.m^-2 ; curah hujan 19,8 mm dengan intensitas maksimum 44,4 mm.jam^-1 menyebabkan erosi 242 g.m^-2 ; curah hujan39 mm dengan intensitas 25,8 mm.jam-1 menyebabkan erosi 27 g.m-2 ; dancurah hujan 30,8 mm dengan intensitas 31,2 mm.jam-1menghasilkan erosi sebesar 17 g.m-2

Menurut Morgan (1980) erosivitas hujan merupakan fungsi dari (1) intensitas dan durasi hujan, (2) diameter butir hujan dan (3) kecepatan jatuh hujan. Untuk menghitung erosivitas diperlukan analisis distribusi diameter butir hujan. Distribusi ukuran butir hujan biasanya dinyatakan dalam diameter median butir hujan 50% (D50) yaitu diameter rata-rata butir hujan dimana volume curah hujan total berasal dari diameter butir < D50 dan volume berasal dari diameter butir hujan > D 50. Laws & Parsons cit. Morgan (1980) menyimpulkan bahwa distribusi diameter butir hujan sangat berkaitan dengan intensitas hujanyaitu semakin tinggi intensitas hujan diameter median butir hujan semakin besar.Hasil penelitian Hudson (1973) di daerah tropika dinyatakan bahwa hubungan D50 dengan intensitas hujan hanya sampai intensitas 100 mm.jam^-1 . Pada intensitas lebih besar dari 100 mm.jam^-1 , D50 semakin menurun (Gambar 5). Hal ini disebabkan karena gerakan turbulen menyebabkan ukuran butir hujan yangbesar menjadi tidak stabil.

Penggunaan parameter tunggal sifat hujan untuk menduga erosivitas hujan sering memberikan hasil yang kurang tepat. Beberapa peneliti menggabungkan beberapa parameter sifat hujan dalam menduga besarnyaerosivitas hujan. Energi kinetik hjan merupakan gabungan parameter massa hujan dan parameter kecepatan hujan. Terdapat hubungan yang positif antara parameter massa yaitu diameter butir hujan dengan kecepatan jatuh butir hujan, seperti pada Gambar 6. Pengukuran diameter butir hujan dan kecepatan jatuh,secara praktis sangat sulit. Wischmeier dan Smith cit Morgan (1980) menggunakan data Laws dan Parsons mendapatkan hubungan yang nyata antara besarnya energi kinetik hujan dengan intensitas hujan, dan dilukiskan pada persamaan 3.

Ek = 13.32 + 9.78 log10(I) .......................................(3)Dimana I = intensitas hujan (mm.jam^-1) danEk = energi kinetik hujan (J.m^-2.mm^-1)Dan besarnya indeks erosivitas hujan (R) menurut Wischmeier adalahR = 0.01 X El30........................................................ (4)

Penggunaan parameter intensitas hujan, masih memberikan hasil yang kurang memuaskan dalam hubungannya dengan erosi yang terjadi. Kemudian diusulkan parameter baru yaitu intensitas hujan maksimum dalam jangka waktu tertentu. Wischmeier & Smith Cit. Morgan (1980) menemukan bahwa kehilangan tanah karena percikan, aliran limpasan dan erosi alur berhubungan sangat eratdengan energi kinetik (Ek) dan intensitas hujan maksimum 30 menit (bo).Gabungan dua parameter ini dikenal sebagai Indeks erosivitas hujan Wischmeier dan dikenal sebagai EI 30Terdapat beberapa kritik terhadap indeks EI30yaitu (1) Energi kinetik yang dihitung dari persamaan 3 tidakcocok untuk daerah tropis yang mempunyai intensitas hujan yang tinggi, (2) Ebo mengindikasikan bahwa setiap hujan menyebabkan erosi, kenyataannya tidak semua intensitas hujanmenyebabkan terjadinya erosi tanah. Hudson (1973) menunjukkan bahwa hanya hujan dengan intensitas lebih dari 25 mm.jam^-1 yang menyebabkan kejadian erosi tanah.Persamaan 3, mempakan hasil penelitian di daerah sub tropis, dimana intensitas hujan yang terjadi lebih rendah dari daerah tropis. Berdasarkan kenyataan ini, Hudson (1973) dari hasil penelitiannya di Rhodesia (daerah tropika) mernodifikasi persamaan 3, dan didapatkan hubungan energi kinetikdengan intensitas hujan seperti persamaan 5.

Ek =29.8 -127,5/l .................................. (5)

dimana I = intensitas hujan (mm.jam^-1)Untuk daerah tropis kemudian Hudson mengusulkan indeks erosivitas hujan yang baru dan dikenal sebagai indeks EK>25 (energi kinetik dengan intensitas hujan > 25mm.jam^-1). Hudson menghilangkan parameter I30dengan alasan (1) I3o tidak berkorelasi nyata dengan rasio intensitas hujan yang erosifdengan hujan non-erosif, (2) tidak ada alasan yang menyakinkan kenapa harus menggunakan parameter I30. Hasil penelitian Stocking & Elwell (Morgan, 1980) bahwa bo hanya cocok pada daerah terbuka (jawa: bero), sedang pada daerah dengan vegetasi yang jarang dan rapat diusulkan menggunakan intensitas hujanmaksimum 15 dan 5 menitan.Contoh perhitungan indeks erosivitas hujan Wischmeier (Ebo) dan indekserosivitas Hudson (EK >25) tertera pada Tabel 4.

tabel 4. Perhitungan erosivitas hujan

Waktu (menit) Curah hujan Intensitas hujan Energi kinetik Total EK (kol 2 (mm) (mm.jam-1) *) x kol4) (J.m-2) (J.M^-2 mm^-1 )

0-14 1.52 6.08 8.83 13.42

15-29 14.22 56.88 27.56 391.90

30-44 26.16 104.64 28.58 747.65

45-59 31.5 126.00 28.79 906.89

60-74 8.38 33.52 26.00 217.88

75-89 .25 1.00 - -

*) Energi kinetik dihitung dengan persamaan (5)

Sumber : http://biolog-indonesia.blogspot.com/2013/06/erosi-tanah.html

Jelaskan dengan singkat mekanisme erosi oleh air hujan? Jawab: Proses erosi secara alami telah terjadi yaitu proses pelapukan batuan atau bahan induk tanah secara geologi dan alamiah. Erosi alami merupakan proses keseimbangan alam yang artinya kecepatan kerusakan tanah masih saa atau lebih kecil dari proses pembentukan tanah. Sedangkan DAS yang masuk dalam wilayah perkotaan mengalami erosi yang cukup besar dan dalam waktu yang cukup cepat. Hal ini dikarenakan, perubahan tata guna lahan yang disebabkan oleh meningkatnya kegiatan manusia di wilayah DAS tersebut. Meningkatnya kegiatan manusia dalam mengelola dan meningkatkan produktivitas tanah telah menyebabkan terjadinya pemecahan agregat-agregat tanah karena pengangkatan dan pemindahan tanah pada saat pengolahan tanah. Hal tersebut menyebabkan meningkatnya laju erosi tanah yang disebut erosi dipercepat. Penyebab utama terjadinya erosi di daerah tropis seperti Indonesia adalah air. Hal ini disebabkan oleh, daerah tropis memiliki kelembaban dan rata-rata curah hujan per tahun yang cukup tinggi. Proses erosi tanah yang disebabkan oleh air meliputi 3 tahap, yaitu : 1.Pelepasan butiran tanah atau paertikel tanah dari bongkah agregat tanah. 2.Pemindahan atau pengankutan butiran tanah oleh media pengangkut, yaitu air. 3.Pengendapan butiran tanah dimana butiran tanah tidak dapat diangkut lagi oleh media pengangkut.