pengendalian sedimen dan erosi 1

Pengendalian
Sedimen dan Erosi
Mekanisme dan Bentuk
Erosi

Pemukaan kulit bumi akan selalu mengalami
proses erosi, di suatu tempat akan terjadi
pengikisan sementara di tempat lain akan
terjadi penimbunan, sehingga bentuknya akan
selalu berubah.
Proses pengikisan kulit bumi secara alamiah
disebut erosi alam atau erosi geologi.
Pada erosi geologi, alam akan mampu
membentuk keseimbangan dinamis, sehingga
ketebalan tanah tetap stabil.
Aktivitas manusia akan mempercepat laju erosi.

Nilai batas erosi yang dapat diterima
adalah nilai laju erosi yang tidak melebihi
laju pelapukan batuan.
Untuk membentuk lapisan tanah setebal

25 mm pada lahan alami dibutuhkan
waktu kurang lebih 300 tahun.
Waktu yang diperlukan untuk membentuk
lapisan tanah setebal 25 mm dengan
adanya campur tangan manusia hanya
memerlukan waktu kurang lebih 30 tahun.

Tahapan terjadinya
erosi
Pelepasan partikel
tunggal dari massa
tanah
Pengangkutan media
yang erosif seperti
aliran air dan angin
Pengendapan

Erosi percikan (splash erosion)
Erosi aliran permukaan (overland flow
erosion)

Erosi alur (rill erosion)
Erosi parit/selokan (gully erosion)
Erosi tebing (stream bank erosion)
Erosi internal (internal or subsurface
erosion)
Tanah longsor (land slide)

Erosi percikan adalah terlepas dan terlemparnya
partikel-partikel tanah dari massa tanah akibat pukulan
butiran air hujan secara langsung.
Tahapan:
 Penggemburan yang cepat pada permukaan tanah
sehingga kohesinya menurun, akibatnya laju erosi
percikan meningkat.
 Terjadi pemadatan permukaan akibat pukulan butir air
hujan sehingga terbentuk lapisan kerak (crust) tipis yang
akan menurunkan jumlah partikel tanah yang terlempar
ke udara dan meningkatkan akumulasi air permukaan.
 Terjadinya turbulensi aliran permukaan yang mampu
mengangkut sebagian lapisan kerak pada permukaan

tanah

Erosi percikan maksimum akan terjadi segera
setelah tanah menjadi basah dan akan
menurun akibat makin meningkatnya
ketebalan air dipermukaan tanah
Erosi percikan maksimum terjadi 2 – 3 menit
setelah hujan mulai turun
Batas ketebalan air yang masih dapat
ditembus oleh pukulan air hujan adalah sama
dengan diameter butir hujan itu sendiri.
Pada lahan datar, butir hujan dengan
diameter 5,9 mm mampu memercikkan
partikel tanah setinggi 0,38 m sejauh 1,5 m.



Erosi aliran permukaan akan terjadi jika
intensitas dan lamanya hujan melebihi
kapasitas infiltrasi atau kapasitas simpan air

tanah
Faktor yang berpengaruh terhadap laju erosi
pemukaan adalah kecepatan dan turbulensi
aliran.
Kecepatan aliran permukaan pada saat mulai
mampu mengikis permukaan tanah disebut
kecepatan ambang (treshold velocity),
dimana besarnya sangat tergantung pada
ukuran partikel tanah.

Partikel yang berukuran lebih besar
dari 0,5 mm, nilai kecepatan
ambangnya ,meningkat sejalan
dengan meningkatnya diameter
partikel.
Partikel yang berukuran lebih kecil
dari 0,5 mm kecepatan ambangnya
meningkat sejalan dengan
menurunnya ukuran diameter.

Erosi alur terbentuk pada jarak
tertentu ke arah bawah lereng
sebagai akibat terkonsentrasinya
aliran permukaan sehingga
membentuk alur-alur kecil.
Kadang-kadang induk alur
berkembang menjadi saluran
permanen dan menyambung ke
sungai.

Alur terjadi pada lahan yang ditanami
dengan pola berbaris menurut arah
kemiringan lereng, atau akibat
pengolahan tanah menurut lereng atau
tempat menarik balok-balok kayu.
Alur juga bisa terjadi akibat adanya
aliran deras secara tiba-tiba.
Alur yang masih dangkal dapat
disembuhkan dengan pengolahan
tanah biasa

Proses terjadinya erosi parit sama dengan erosi alur,
sehingga erosi parit dianggap sebagai perkembangan
lanjut dari erosi alur.
Dibanding dengan sungai-sungai yang stabil, profilnya
relatif halus.
Parit ditandai dengan adanya potongan depan
(headcut), tangga atau titik-titik penyempitan
sepanjang alurnya.
Parit mempunyai kedalaman yang relatif besar dengan
lebar yang sempit, mengangkut beban sedimen yang
tinggi dan sangat tidak teratur, sehingga korelasi
antara debit sedimen dan aliran biasanya jelek.
Parit hampir selalu berkaitan erat dengan percepatan
erosi disertai dengan ketidakstabilan penampakan
muka tanah (landscape)

Proses pembentukan parit:
 Pembentukan depresi pada lereng akibat adanya
bagian lahan yang gundul atau tanaman penutupnya

jarang, akibat pembakaran atau perumputan.
 Air permukaan terkonsentrasi pada bagian depresi
sehingga bagian depresi makin besar dan beberapa
depresi menyatu dan membentuk saluran baru.
 Erosi terkonsentrasi pada kepala depresi dimana
dinding yang hampir tegak yang melewati aliran kritis
terbentuk
 Partikel tanah mulai tererosi dan terjadi penggerusan di
bagian dasarnya.
 Kedalaman depresi bertambah dan dinding (headwall)
mulai runtuh akibatnya dinding makin bergeser ke
hulu.

Tanah gundul
atau tanaman renggang

Pembentukan depresi

Pembentukan headwall

Scouring pada dasar
headcut

Pada awal terbentuknya parit
mempuyai kedalaman 25 cm denga
lebar 40 cm.
Namun parit yang sudah matang
mempunyai kedalaman hingga 30 m.

Erosi tebing sungai adalah erosi yang
terjadi akibat pengikisan tebing oleh air
yang mengalir dari bagian atas tebing
atau oleh terjangan arus air sungai yang
kuat terutama pada tikungan-tikungan.
Erosi tebing akan lebih hebat jika
tumbuhan penutup tebing telah rusak
atau pengolahan lahan terlalu dekat
dengan tebing.

Erosi internal adalah proses

terangkutnya partikel-partikel tanah
ke bawah masuk ke celah-celah atau
pori-pori akibat adanya aliran bawah
permukaan.
Akibat erosi ini tanah menjadi kedap
air dan udara, sehingga menurunkan
kapasitas infiltrasi dan meningkatkan
aliran permukaan atau erosi alur.

Erosi bawah permukaan hanya
menghasilkan 1% dari material yang
tererosi dari lereng bukit.
Pengaruh tidak langsung lebih besar,
yaitu meningkatnya erosi permukaan
akibat meningkatnya aliran
permukaan, dan pembentukan
selokan-selokan kecil akibat runtuhnya
terowongan-terowongan erosi.

hyd.uod.ac/?p=149

Tanah longsor merupakan bentuk
erosi dimana pengangkutan atau
gerakan massa tanah terjadi pada
suatu saat dalam volume yang relatif
besar.
Longsor terjadi akibat meluncurnya
suatu volume tanah di atas suatu
lapisan agak kedap air yang jenuh
air.

Longsoran terjadi jika:
 Adanya lereng yang cukup curam sehingga
massa tanah dapat bergerak atau meluncur
ke bawah
 Adanya lapisan di bawah permukaan massa
tanah yang agak kedap air dan lunak, yang
akan menjadi bidang luncur
 Adanya cukup air dalam tanah sehingga
lapisan massa tanah yang tepat di atas

lapisan kedap air tersebut menjadi jenuh

Faktor utama:
Iklim
Geologi
Faktor pendukung:
Kegiatan manusia

re n d a h
re n d a h
re n d a h
re n d a h
d a ta r
pendek
pendek
pendek

-

E r o s iv it a s
A lir a n p e r m u k a a n
K e k u a ta n a n g in
R e lie f
S u d u t le r e n g
- P a n ja n g le r e n g
- J a ra k te rra s
- P a n ja n g fe tc h a n g in

- tin g g i
- tin g g i
- tin g g i
- tin g g i
- te r ja l
- p a n ja n g
- p a n ja n g
- p a n ja n g

r e n d a h - E r o d ib ilita s
tin g g i - K a p a s ita s in filtr a s i
b a ik
- P e n g e lo la a n la h a n

re n d a h - K e p a d a ta n p e n d u d u k
le b a t - T a n a m a n p e n u tu p
r e n d a h - N ila i k e g u n a a n la h a n
r e n d a h - P e n g e lo la a n ta n a h
r e n d a h - F e k to r e n e r g i - tin g g i

- tin g g i
- re n d a h
- je le k

- t in g g i
- tin g g i
- tin g g i
- tin g g i
r e n d a h - F e k to r k e ta h a n a n - tin g g i

r e n d a h - F e k to r p e lin d u n g - tin g g i

tid a k te r ja d i < - E R O S I L A H A N - > te r ja d i

Faktor iklim yang paling besar
pengaruhnya terhadap erosi tanah adalah
hujan, temperatur, dan suhu.
Hujan mengerosi tanah melalui tenaga
pelepasan dari pukulan butir-butir hujan
pada permukaan tanah dan sebagian
melalui kontribusinya terhadap aliran.
Karakteristik hujan yang berpengaruh
terhadap erosi adalah: kedalaman hujan,
intensitas, dan lamanya hujan

Energi hujan: energi potensial (Ep) dan
energi kinetik (Ek)
1
E mgh  mV 2
2

Pada erosi tanah, energi potensial
dikonversi menjadi energi kinetik,
sehingga kekuatan erosif hujan hanya
dinyatakan dalam energi kinetik saja.

Tanah terdiri dari partikel mineral dan
organik dengan berbagai ukuran, dan
memiliki pori-pori kurang lebih 50%,
yang sebagian terisi air, dan
sebagian lagi terisi udara.
Sifat fisik tanah yang berpengaruh
terhadap erosi: tekstur, struktur,
infiltrasi, dan kandungan bahan
organik

Tanah adalah material yang memiliki
diameter lebih kecil dari 2 mm, atau
lebih kecil dari kerikil.
Partikel tanah meliputi: pasir,
lempung atau geluh, dan liat.

Tekstur tanah menentukan kecepatan
infiltrasi, penetrasi, dan kemampuan
pengikatan air oleh tanah.
Terjadi atau tidaknya aliran permukaan,
tergantung dari:
Kapasitas infiltrasi: kemampuan tanah
untuk meresapkan air,
Permeabilitas lapisan tanah yang
berlainan.

Kepekaan tanah terhadap erosi ditentukan
oleh mudah tidaknya butir-butir tanah
didispersikan dan disuspensikan oleh air,
daya infiltrasi dan ukuran butiran.
Tanah dengan agregat yang mudah
didispersikan oleh air dan daya
infiltrasinya kecil serta dengan ukuran
butir-butir tanah halus, peka terhadap
erosi.

Digunakan untuk menerangkan
susunan partikel tanah.
Struktur tanah terdiri dari:
Struktur makro: susunan agregat
yang satu dengan yang lainnya.
Struktur mikro: penyusunan butirbutir primer tanah (pasir, lempung,
dan liat) menjadi partikel sekunder
yang disebut agregat

Berdasarkan tipe dan kedudukan agregat,
struktur mikro dapat dibedakan menjadi 3
kelompok, yaitu:
 Remah – lepas: keadaan tanah tampak lepas,
mudah dipindahkan atau di dorong ke tempat
lain.
 Remah – sedang: tanah cenderung agak
bergumpalan
 Lekat – lengket: tanahnya biasanya sangat
kompak jika dalam kondisi gumpalan, bila
dilakukan penggalian sangat berat, dan susah
pula untuk diolah.

Infiltrasi adalah peristiwa masuknya
air ke dalam tanah melalui
permukaan tanah secara vertikal.
Laju infitrasi: banyaknya air yang
masuk melalui permukaan tanah per
satuan waktu.
Kapasitas infiltrasi: kemampuan
tanah untuk melewatkan air dari
permukaan tanah secara vertikal.

Hubungan antara kapasitas infiltrasi dan waktu
dinyatakan dalam persamaan Horton

f  f c   f o  f c  e  kt
Dimana:
f = kapasitas infiltrasi pada sembarang waktu
fo = kapasitas infiltrasi awal pada t = 0
fc = kapasitas infiltrasi setelah mencapai konstan
k = konstanta positif yang bergantung pada tanah
dan tumbuhan penutup tanah
t = waktu

Kapasitas infiltrasi bervariasi terhadap:
porositas, kelembaban awal, dan
kemiringan tanah.
Makin tinggi nilai kelembaban awal
pada profil tanah, makin kecil laju
infiltrasinya.
Makin banyak pori-pori besar pada
tanah, maka kapasitas infiltrasi makin
besar.

Jenis
Pori besar
Pori sedang
Pori halus

Diameter
> 10
0,2 - 0,02
? 0,02

Kapasitas Infiltrasi
Macam tanah
Pasir bergeluh (loamy sand)
Geluh (loam)
Geluh berliat (silt loam)
Lempung (clay)

Kapasitas Infltrasi mm/jam
25 - 30
12,5 - 25
7,5 - 15
0,5 - 2,5
< 0,5

Tanah yang berstruktur kasar
membentuk tanah yang ringan.
Tanah yang berstruktur halus
membentuk tanah yang berstruktur
berat.
Kemungkinan terjadinya aliran
permukaan pada tanah-tanah yang
berat lebih besar dibanding pada
tanah yang berstruktur ringan

Metode Bouyoucos Clay Ratio % pasir  %debu
E
%liat
Metode Kuron dan Jong

B
E
St

Dimana: B = transfortabilitas, dan St = stabilitas

B  1 U  FS 
St T  H  Gs  As 
k
Dimana: k = parameter kandungan batu, U = %
debu, Fs = % pasir, T = % tanah liat, H = %
humus, Gs = % pasir kasar, dan As = stabilitas
agregat

Bahan organik dapat memperbaiki aerasi
tanah dan mempertinggi kapasitas air
tanah serta memperbaiki perakaran.
Bahan organik dalam pengendalian air
tanah:
Memperbaiki peresapan air ke dalam tanah
Mengurangi aliran permukaan
Mengurangi perbedaan kandungan air
dalam tanah dan sungai antara musim
hujan dan musim kemarau

Relief lahan yang mempengaruhi
erosi: kemiringan dan panjang lereng
Makin curam dan makin panjang
lereng akan memperbesar kecepatan
aliran permukaan dan bahaya erosi.

Erosi meningkat dengan
meningkatnya kemiringan dan
panjang lereng.
Makin panjang lereng, makin banyak
air permukaan yang terakumulasi,
sehingga kecepatan dan
kedalamannya makin besar.

Vegetasi mampu menangkap (intersepsi) butir air
hujan sehingga energi kinetiknya terserap oleh
tanaman dan tidak langsung menghantam tanah.
Tanaman penutup mengurangi energi aliran,
meningkatkan kekasaran, sehingga mengurangi
kecepatan aliran permukaan, dan selanjutnya
memotong kemampuan aliran permukaan untuk
melepas dan mengangkut partikel sedimen.
Perakaran tanaman meningkatkan stabilitas tanah
dengan meningkatkan kekuatan tanah, granularitas,
dan porositas.
Tanaman mendorong transpirasi air, sehingga lapisan
atas menjadi kering dan memadatkan lapisan
dibawahnya.

Besarnya intersepsi sangat tergantung pada
jenis tanaman, dan kerapatan tanaman.
Tanaman
Jagung
Kedelai
Oats

0
100
100
100

Persentase hujan yang sampai ke tanah
Wollny
Haynes
Jumlah tanaman tiap m2
36
64
100
144
62.9
60.7
67
44.5
68
88.4
78.2
69.5
64.3
65
78.5
78.4
78.9
93

Smith
84.5
88.4
92.1

Tanaman penutup meningkatkan kekasaran
permukaan dan memperpanjang lintasan
aliran permukaan sehingga mengurangi
kecepatan aliran permukaan.

Kegiatan yang berkaitan dengan perubahan
penggundulan hutan untuk pemukiman,
lahan pertanian, dan gembalaan merupakan
faktor penting terhadap terjadinya erosi tanah
yang cepat dan intensif.
Kegiatan manusia di muka bumi sering
mengganggu keseimbangan antara
regenarasi (pembentukan) tanah dan laju
erosi tanah.
Terbuka kemungkinan bagi manusia untuk
melindungi tanah dari bahaya erosi melalui
kegiatan konservasi.