Dokumen tersebut membahas beberapa model konservasi tanah dan air seperti USLE, GUEST, AGNPS, dan ANSWERS. Model-model tersebut dapat digunakan untuk memprediksi erosi dan mengevaluasi dampak teknik konservasi tanah melalui simulasi.

1. TEKNIK PENGAWETAN TANAH
DAN AIR
“Model Konservasi Tanah dan Air”
Helmas Dwi Antoro Tanjung
A1H009041

2. Pendahuluan
Besarnya erosi dan pengaruh suatu teknik
konservasi tanah terhadap erosi dan aliran
permukaan dapat dievaluasi dengan melakukan
pengukuran secara langsung di lapangan atau
dengan memprediksinya yaitu dengan
menggunakan model. Pengukuran secara langsung
membutuhkan waktu pengamatan yang relatif lama
dan memerlukan biaya yang mahal, baik untuk
instalasi alat, pengoperasian, maupun
pemeliharaan alat. Oleh karena itu, penggunaan
model dapat menjadi salah satu alternatif.

3. Pengertian Model
Haan (1989) mendefinisikan model sebagai
“kumpulan hukum-hukum fisik dan atau
pengamatan empirik yang ditulis dalam bentuk
persamaan-persamaan matematik dan
dikombinasikan sedemikian rupa untuk
menghasilkan sekumpulan hasil berdasarkan pada
sekumpulan kondisi yang sudah diketahui atau
diasumsikan”

4. Empirik
Model Fisik
Konseptual

5. USLE (Universal Soil Loss
Equation)
USLE merupakan suatu model empirik untuk
memprediksi erosi dari suatu bidang tanah. USLE
memungkinkan perencana menduga laju rata-rata
erosi suatu tanah tertentu pada suat kecuraman
lereng dengan pola hujan tertentu untuk setiap
macam pertanaman dan tindakan pengelolaan
(tindakan konservasi tanah) yang mungkin
dilakukan atau yang sedang dipergunakan (Arsyad,
1989).
A = R . K . L.S . C . P

6. Dimana:
A = Banyaknya tanah tererosi
R = faktor curah hujan dan aliran permukaan
(Erosivitas)
K = faktor erodibilitas tanah
L,S= faktor panjang dan kemiringan lereng
C = faktor vegetasi penutup tanah dan
pengelolaan tanaman
P = faktor tindakan-tindakan khusus konservasi
tanah

7. R = 6,119(RAIN)1,21(DAY S) 0,47(MAXP)0,53
L = (λ)m
A = R . K . L.S . C .
P
100K = 2,1M1,14(10-4)(12 -a) + 3,25(b -2) + 2,5(c-3)
S = (0,0138 + 0,00965 θ + 0,00138
θ2)

8. Persamaan L dan S sangat sulit diterapkan pada
SIG berbasis pixel karena variabilitas panjang
lereng yang sangat kompleks. Moore and Burch
(1986) dalam Kinnell (2008) telah mengembang
suatu persamaan untuk mencari nilai LS dengan
memanfaatkan data DEM pada SIG. Adapun
persamaan itu adalah:
LS = (X .CZ/22.13)0,4(sin θ/0,0896)1,3

9. Kelemahan Kelebihan
Tidak Efektif relative sederhana
Over estimasi Parameter sedikit
Adaptasi Mudah di kelolah

10. Keunggulan lain
 USLE juga berguna untuk menentukan kelayan
atau tindakan konservasi tanah dalam
perncanaan lahan dan untuk memprediksi non-
point sendiment losses dalam hubungannya
dengan program penegndalian polusi.
 Pada tingkat lapangan, USLE sangat berguna
untuk merumuskan rekomendasi atau
perencanaan yang berkaitan dengan bidang
agronomi, karena dapar digunakan sebagai dasar
untuk pemilihan land use dan tindakan
konservasi tanah yang ditujukan untuk
menurunkan on-site effect dari erosi.

11. Model Erosi Rose (GUEST)
GUEST merupakan model
persamaan fisik yang
perhitungannya didasarkan pada
konsentrasi sendimen yang
tersuspendi di dalam aliran
permukaan, dikembnagkan oleh
rose dan hairsine (1988).

14. AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution
Model)
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.

16. Parameter Masukan Model AGNPS
Parameter Masukan DAS
 Nama dan keterangan DAS
 Luas tiap sel
 Jumlah sel
 Curah hujan
Energi intensitas hujan

17. Sedangkan parameter masukan per sel dalam
model 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

18. Parameter Keluaran Model
AGNPS
Keluaran 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 terlarut
dalam aliran permukaan.

19. keluaran per sel dari masing-masing sel yang terdapat
dalam DAS dapat berupa :
 Hidrologi, meliputi : a) volume aliran permukaan; b) laju
puncak aliran permukaan; dan c) bagian aliran
permukaan yang dihasilkan di dalam sel.
 Sedimen, meliputi : a) hasil sedimen; b) konsentrasi
sedimen; c) distribusi ukuran partikel sedimen; d) erosi
yang dipasok dari sel sebelah atasnya; e) jumlah
deposisi; f) sedimen di dalam sel; g) rasio pengkayaan
oleh ukuran partikel; dan h) rasio pengangkutan oleh
ukuran partikel.
 Kimiawi, meliputi : a) nitrogen (massa N per satuan luas
di dalam sedimen, konsentrasi material terlarut, dan
massa dari material terlarut); b) fosfor (massa P per
satuan luas di dalam sedimen, konsentrasi dari material
terlarut, dan massa dari material terlarut); dan c) COD
(konsentrasi COD dan massa COD terlarut per satuan
luas).

20. Kelebihan Model AGNPS
Kelebihan model ini terletak pada parameter-
parameter model yang terdistribusi di seluruh
areal DAS, sehingga nilai-nilai parameter model
benar-benar mencerminkan kondisi biofisik
DAS pada setiap satuan luas di dalam DAS.
Selain erosi, model ini mampu menghasilkan
keluaran-keluaran seperti : volume dan laju
puncak aliran permukaan, hasil
sedimen, kehilangan N, P dan COD (Young et
al. 1994).

21. ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environmental Response
Simulation)
Model ANSWERS (areal nonpoint source
watershed environmental response
simulation) merupakan sebuah model
hidrologi dengan parameter terdistribusi
yang mensimulasikan hubungan hujan-
limpasan dan memberikan dugaan hasil
sedimen. Model hidrologi ANSWERS
dikembangkan dari US-EPA (United
States Environment Protection
Agency)oleh Purdue Agricultural
Enviroment Station (Beasley and Huggins
1991).

22. Parameter Masukan Model
ANSWERS
Data masukan model ANSWERS dikelompokkan dalam lima
bagian (de Roo 1993), yaitu :
 Data curah hujan, yaitu : jumlah dan intensitas hujan pada suatu
kejadian hujan.
 Data tanah, yaitu : porositas total (TP), kapasitas lapang (FP),
laju infiltrasi konstan (FC) selisih laju infiltrasi maksimum dengan
laju infiltrasi konstan (A), eksponen infiltrasi (P), kedalaman zona
kontrol iniltrasi (DF), kandungan air tanah awal (ASM), dan
erodibilitas tanah (K).
 Data penggunaan dan kondisi permukaan lahan, meliputi :
volume intersepsi potensial (PIT), persentase penutupan lahan
(PER), koefisien kekasaran permukaan (RC), tinggi kekasaran
maksimum (HU), nilai koefisien manning untuk permukaan lahan
(N), faktor tanaman dan pengelolaannya (C).
 Data karakteristik saluran, yaitu lebar saluran (CW) dan koefisien
manning (N).
 Data satuan individu elemen, yaitu : kemiringan lereng, arah
lereng, jenis tanah, jenis penggunaan lahan, liputan penakar
hujan, kemiringan saluran, dan elevasi elemen rata-rata.

23. Parameter Keluaran Model
ANSWERS
 Keluaran model 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).

24. Kelebihan dan Kelemahan Model
ANSWERS
Beasley dan Huggins (1991), mengemukakan bahwa model
ANSWERS sebagai sebuah model hidrologi mempunyai
kelebihan, antara lain :
 Dapat mendeteksi sumber-sumber erosi di dalam DAS serta
memiliki kemampuan sebagai alat untuk strategi perencanaan
dan evaluasi kegiatan RLKT DAS.
 Dapat mengetahui tanggapan DAS terhadap mekanisme
pengangkutan sedimen ke jaringan aliran yang ditimbulkan oleh
kejadian hujan
 Sebagai suatu paket program komputer yang ditulis dalam
bahasafortran, mempunyai kemampuan untuk melakukan
simulasi hujan-limpasan dari berbagai perubahan kondisi
penggunaan lahan dalam DAS.
 Untuk melakukan inputing data base
(topografi, tanah, penggunaan lahan, sistem saluran) ke dalam
model dapat diintegrasikan dengan data dari remote sensing
maupun SIG.
 Adanya variasi pemilihan parameterinput danoutput dari model
disesuaikan dengan kebutuhan pengguna.
 Sesuai untuk diterapkan pada lahan pertanian, hutan, maupun

25. Sedangkan kekurangan nodel ANSWERS
antara lain :
 Semakin kompleks, terutama pada data perlukan dan
waktu penghitungan, dimana besarnya tergantung
dari berbagai faktor, seperti luas DAS dan jumlah grid.
 Model terdistribusi relatif masih bari dibanding lumped
parameter, sehingga masih perlu pengembangan dan
penyesuaian.
 Karena hanya untuk tiap kejadian hujan (individual
event), maka model ini tidak memiliki sub model untuk
evapotranspirasi.
 Erosi dari saluran belum diperhitungkan ke dalam
model.
 Batas grid kemugkinan tidak menggambarkan batas
yang sebenarnya
 Untuk sebuah grid dalam kenyataan dapat lebih besar
dari luas sub-sub DAS

26. Kesimpulan
Dampak penerapan teknik konservasi tanah terhadap
besarnya erosi yang terjadi dapat dievaluasi melalui 2
cara yaitu pengukuran langsung di lapangan dan
diprediksi menggunakan model-model matematis yang
dibangun untuk maksud tersebut. Pengukuran langsung
memerlukan waktu yang lama untuk menghasilkan data
yang memadai untuk bisa dibandingkan dan biaya yang
tidak sedikit untuk memelihara dan mengamatinya di
lapangan, untuk itu model-model konservasi dapat
menjadi alternatif yang cepat dapat memberikan angka
kuantitatif. Penggunaan model-model konservasi telah
banyak digunakan di berbagai negara termasuk
Indonesia, namun demikian pengembangan model-
model konservasi dan input paramaternya yang sesuai
untuk kondisi negara tropis seperti Indonesia belum
banyak dilakukan.

27. Terima Kasih
Belajar adalah sikap berani menantang segala
ketidakmungkinan bahwa ilmu yang tak
dikuasai akan menjelma di dalam diri manusia
menjadi sebuah ketakutan, belajar dengan
keras hanya bisa dilakukan oleh sesorang
yang bukan penakut.
(Anwar Fuadi)