Prediksi Erosi Dengan Menggunakan Metode USLE Dan Sistem Informasi Geografis (SIG) Berbasis Piksel

USLE merupakan suatu model parametrik 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). Prediksi erosi dengan metode USLE diperoleh dari hubungan antara faktor-faktor penyebab erosi itu sendri yaitu:

A = R * K * L * S * C * P 

Dimana:

A = Banyaknya tanah tererosi (ton ha-1 yr-1)

R = faktor curah hujan dan aliran permukaan (Erosivitas) (MJ mm ha-1 hr-1 yr-1)

K = faktor erodibilitas tanah (ton ha hr MJ-1 mm-1 ha-1)

LS = faktor panjang dan kemiringan lereng (dimensionless)

C = faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman (dimensionless)

P = faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah (dimensionless)

Erosivitas (R) hujan adalah daya erosi hujan pada suatu tempat. Nilai erosivitas hujan dapat dihitung berdasarkan data hujan yang diperoleh dari penakar hujan otomatik dan dari penakar hujan biasa. Adapun persamaan yang digunakan dalam untuk menentukan tinggkat erosivitas hujan adalah (Bols, 1978 dalam Arsyad, 1989):

R = 6,119(RAIN)^1,21(DAYS)^0,47(MAXP)^0,53 

Keterangan :

R adalah indeks erosivitas rata-rata bulanan

RAIN adalah curah hujan rata-rata bulanan (cm)

DAYS adalah jumlah hari hujan rata-rata perbulan

MAXP adalah curah hujan maksimum selama 24 jam dalam bulan bersangkutan

Erodibilitas (K) tanah adalah mudah tidaknya tanah mengalami erosi, yang di tentukan oleh berbagai sifat fisik dan kimia tanah. Menurut Wischmeier (1971) dalam Arsyad (1989) persamaan umum kehilangan tanah adalah sebagai berikut :

100K = 2,1M^1,14(10^-4)(12 - a) + 3,25(b - 2) + 2,5(c - 3) 

Keterangan :

K adalah erodibilitas

M adalah ukuran partikel (% debu + % pasir halus)

a adalah kandungan bahan organik

b adalah kelas struktur tanah

c adalah kelas permeabilitas

Dalam penentuan batas-batas nilai erodibilitas tanah tetap menggunakan unit lahan sebagai faktor yang menghomogenkan kondisi lahan.

Faktor panjang dan kemiringan kereng (LS). Faktor panjang lereng yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah dengan suatu panjang lereng tertentu terhadap erosi dari tanah dengan panjang lereng 72,6 kaki (22,13 m) di bawah keadaan yang identik. Sedangkan faktor kecuraman lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi yang terjadi dari suatu tanah kecuraman lereng tertentu, terhadap besarnya erosi dari tanah dengan lereng 9% di bawah keadaan yang identik. Secara umum persamaan untuk menentukan panjang lereng adalah (Laen and Moldenhauer, 2003):

L = (λ)^m

Dimana L adalah faktor panjang lereng, λ adalah panjang lereng (m) dan m adalah eksponensial dari panjang lereng yang berkisar antara 0,2 - 0.6, di Indonesia yang sering digunakan adalah nilai 0,5. Persamaan untuk menentukan faktor kemiringan lereng menggunakan persamaan (Arsyad, 1989):

S = (0,0138 + 0,00965 θ + 0,00138 θ²) 

Dimana S adalah faktor kemiringan lereng dan θ adalah kemringan lereng (%). 

Persamaan diatas 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

Dimana:

LS = Faktor Lereng

X = Akumulasi Aliran

CZ = Ukuran pixel

θ = Kemiringan lereng (%)

Akumulasi aliran merupakan nilai pixel yang dipengaruihi oleh aliran dari pixel dilereng atas. Pengolahan data DEM untuk mendapatkan nilai LS didalam penelitian ini menggunakan perangkat lunak ArcView 3.3 dengan bantuan extensions Spatial Analyst dan Terrain Analysis.

Faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman (C) yaitu nisbah antara besarnya erosi dari suatu areal dengan vegetasi dan pengelolaan tanaman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik dan tanpa tanaman.).

Faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah (P) yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang diberi perlakuan tindakan konservasi khusus seperti pengolahan tanah menurut kontur, penanaman dalam strip atau teras terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng dalam keadaan yang identik. 

Perangkat lunak yang digunakan dalam proses analisis adalah ArcView 3.3 dengan bantuan extensions Spatial Analyst dan Terrain Analysis serta perangkat lunak ArcGIS 9.2. Seluruh data dipresentasikan dalam bentuk grid bergeoreferance dengan ukuran pixel 10m. Data DEM diperoleh dari hasil analisis dari peta kontur Rupabumi Indonesia dengan skala 1:25.000 (Bakosurtanal, 2000). Data curah hujan diperoleh dari badan Meteorologi dan Geofisika (BMG).

Faktor K, C dan P dibagi perunit lahan yang ditentukan berdasarkan kesamaan penggunaan lahan, lereng dan jenis tanah.

Sumber referensi :

Abdul Rahman As-syakur. (2008). Prediksi Erosi Dengan Menggunakan Metode USLE Dan Sistem Informasi Geografis (SIG) Berbasis Piksel Di Daerah Tangkapan Air Danau Buyan. PIT MAPIN XVII, Bandung.