METODE PENELITIAN
2. Sifat Fisik Tanah
Sifat fisik tanah dianalisis melalui anaisis contoh tanah di laboratorium kecuali sifat fisik kepadatan tanah di ukur langsung di lapangan menggunakan penetrometer. Sifat fisik tanah yang di analisis di laboratorium yaitu: tekstur, kadar air retensi air tanah (pF 1, pF 2, pF 2,54, pF 4,2), bulk density (BD), partikel density (PD), ruang pori total, dan permeabilitas tanah. Contoh tanah diambil dari lintasan sepeda gunung dan tanah hutan yang berdekatan dengan lokasi pengambilan contoh tanah di lintasan sepeda gunung. contoh tanah diambil dari tanah dengan kemiringan berbeda, yaitu masing-masing satu contoh tanah dari kelas kemiringan 8—15%, 15—25%, 25—40%, dan >40% menggunakan ring contoh tanah berukuran 100 cc. Pengambilan contoh tanah dilakikan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Permukaan bagian tubuh tanah yang akan diambil dibersihkan dari penutupan tumbuhan, serasah dan batu,
2. Ring contoh tanah diletakkan tegak lurus terhadap permukaan tubuh tanah yang akan diambil, dengan bagian tajam merapat ke tanah,
3. Ring contoh tanah ditekan secara perlahan-lahan menggunakan palu hingga seluruh bagian ring masuk ke dalam tanah,
4. Tanah di sekeliling ring digali sehingga ring tersebut dapat diambil,
5. Tanah lebihan di sisi atas dan bawah ring dikerat menggunakan cutter, kemudian kedua mulut ring ditutup dengan penutup ring.
Analisis sifat fisik tanah dilakukan di Laboratorium Fisika Tanah, Balai Penelitian Tanah, Bogor.
Penetrasi tanah diukur menggunakan dynamic cone penetrometer (DCP), seperti disajikan dalam Gambar 3. Cara kerja DCP adalah sebagai berikut:
1. Seluruh bagian peralatan disambungkan dan sambungan batang atas dan batang bawah dipastikan tersambung dengan kokoh, kemudian DCP diletakkan di pengujian atas permukaan tanah yang akan diuji,
2. Alat yang sudah terpasang dipegang pada posisi tegak lurus dan dipastikan dengan menggunakan water pass, kemudian pembacaan awal pada mistar pengukur kedalaman dicatat,
a) Penumbuk diangkat pada tangkai bagian atas sampai batas pegangan (60 cm),
b) Penumbuk dilepaskan, sehingga jatuh bebas dan tertahan pada landasan, c) Langkah 3.a) dan 3.b) di atas diulangi, kemudian jumah dan kedalaman
setiap tumbukan dicatat (dalam satuan mm),
d) Apabila kecepatan penetrasi kurang dari 10 mm/1, 3, 5, 7, dan 10 tumbukan, pengujian dihentikan.
4. Setelah pengujian selesai, alat dicabut dengan hati-hati dan bagian-bagian yang tersambung dilepaskan menggunakan kunci pas. Alat dibersihkan dari kotoran dan lubang uji ditutup kembali setelah pengujian,
5. Kecepatan rata-rata penetrasi (mm/tumbukan) dihitung untuk lapisan yang seragam. Nilai DCP diperoleh dari selisih penetrasi dibagi dengan selisih tumbukan.
Gambar 3 Dynamic cone penetrometer (DCP) (Vanags et al. 2006). 3. Curah Hujan
Curah hujan diperoleh dari hasil pengukuran menggunakan stasiun pengamat cuaca otomatis (mini weather station davis instrument vantage pro 2, Gambar 4) yang dipasang di wilayah terbuka di dekat base camp HPGW dan menggunakan data curah hujan harian selama setahun (tahun 2010-2011) yang diperoleh dari hasil pengukuran stasiun curah hujan 12A yang berlokasi di Sekarwangi, Cibadak.
Gambar 4 Mini weather station. 4. Aliran Permukaan dan Erosi
Aliran dan erosi permukaan diukur secara langsung di lapangan menggunakan petak ukur erosi yang terbuat dari seng berukuran 1 m x 0,6 m. Petak ukur erosi diletakkan kemudian dibenamkan di lintasan sepeda gunung searah lereng. Tinggi petak ukur erosi di atas permukaan tanah ± 0,15 m. Permukaan tanah di bagian dalam petak ukur erosi dibersihkan dari serasah dan vegetasi tumbuhan bawah. Petak ukur erosi dipasang sebanyak 4 petak masing-masing diletakkan di lintasan sepeda gunung dengan kemiringan 8—15%, 15— 25%, 25—40%, dan >40%. Bagian ujung bawah masing-masing petak ukur erosi dihubungkan dengan penampung yang terbuat dari plastik berukuran (0,4x0,4x0,4) m3. Penampung digunakan untuk menampung aliran permukaan dan muatan sedimen yang tertampung oleh penampung diukur setiap hari pukul 07.00 WIB selama 30 hari kejadian hujan.
Langkah-langkah pengukuran jumlah aliran dan muatan sedimen dalam penampung adalah sebagai berikut:
1) Volume air yang terdapat dalam penampung menggunakan gelas ukur 500 ml, 2) Mengaduk air dan tanah yang berada dalam bak penampung secara merata, 3) Contoh air yang telah diaduk diambil sebanyak ±600 ml dan dilakukan
sebanyak 3 kali. Ketiga contoh air tersebut dicampur di dalam ember, dan diambil kembali contoh air sebanyak ±600 ml,
4) Contoh air tersebut diendapkan selama 24 jam,
5) Setelah 24 jam, contoh air tersebut disaring menggunakan kertas saring yang sebelumnya telah diketahui berat oven kertas saring tersebut. Hasil penyarigan kemudian dipanaskan menggunakan oven listrik pada suhu 1050 C,
6) Setelah dioven, kertas saring dan tanah yang disaring didiamkan sesaat, kemudian ditimbang dan dicatat beratnya (berat akhir). Berat akhir yang digunakan adalah berat ketika sudah konstan.
3.4 Pengolahan Data
3.4.1 Perhitungan Aliran dan Erosi Permukaan Setiap Kejadian Hujan di Setiap Plot
1. Jumlah aliran permukaan yang tertampung oleh setiap penampung di setiap petak ukur adalah:
...……….... (4) Keterangan :
Vapij = Aliran permukaan (m³/ha) dari petak erosi ke-i dari kejadian hujan ke-j
Vpij = Volume air dalam penampung dari petak erosi di kelas kemiringan lereng ke-i, kejadian hujan ke-j (m³)
i = 1,2,...4, dimana 1 = kemiringan (8-15%), 2 = (15-25%), 3 = (25-40%), dan 4 = (>40%)
2. Erosi permukaan dihitung menggunakan rumus berikut:
... (5) Keterangan :
Epij = Tanah tererosi (ton/ha) dari petak ukur erosi ke-i, kejadian hujan ke-j
Capij = Konsentrasi muatan sedimen dalam penampung ke-i (kg/ m³), kejadian hujan ke-j
Vapij = Volume aliran dalam penampung ke-i (m³), hujan ke-j
I = 1, 2,...4, dimana 1= kemiringan lereng (8-15%), 2 = (15-25%), 3 = (25-40%), dan 4 = (>40%)
3.4.2 Pendugaan Laju Aliran Permukaan dan Erosi di Lintasan Sepeda Gunung HPGW
Jumlah aliran dan erosi permukaan di lintasan sepeda gunung selama pengukuran dihitung dengan persamaan berikut:
... (6) ... (7) Keterangan :
Vapti = Volume aliran permukaan total (m³) selama pengukuran dari kelas kemiringan lereng ke-i
Vapij = Volume aliran permukaan (m³/ha) dari kemiringan lereng ke-i, hujan ke-j
Eti = Volume erosi permukaan total (m³) selama pengukuran dari kemiringan lereng ke-i
Epij = Volume erosi permukaan (m³/ha) dari kemiringan lereng ke-i, hujan ke-j
Ai = Luas lintasan sepeda gunung dengan kelas kemiringan lereng ke-i
I
J
=
=
1, 2,...4, dimana 1 = kemiringan lereng (8-15%), 2 = (15-25%), 3 = (25-40%), dan 4 = (>40%)
Kejadian hujan ke-1 sd ke-30
3.4.3 Pendugaan Aliran Permukaan dan Erosi Selama Setahun
Aliran dan erosi permukaan dalam penelitian ini hanya diukur selama 30 hari kejadian hujan pada periode Pebruari—Maret 2011. Tingkat bahaya erosi (TBE) memerlukan data lebih dari satu tahun, sehingga untuk mengetahui TBE diperlukan data erosi paling sedikit setahun. Dalam studi ini, aliran dan erosi permukaan setahun diduga dengan dua pendekatan, yaitu pendekatan regresi dan pendekatan jumlah hari hujan dalam setahun.
Data hujan setahun atau lebih hasil pengukuran di stasiun hujan otomatis di base camp HPGW belum tersedia, sehingga data hujan setahun digunakan data hujan No 12A Sekarwangi yang terletak 2,5 km dari HPGW. Untuk menguji kesamaan hujan di Stasiun No 12A Sekarwangi dengan hujan di HPGW dilakukan pengujian menggunakan pendekatan regresi linear sederhana antara
hujan di satisun No 12A Sekarwangi dengan hujan di HPGW selama periode pengamatan (Pebruari-Maret 2011).