MAKALAH METODE PERHITUNGAN EROSI organ M organ organ F inney) inney) METODE MMF (M organ
Disusun oleh : Kelompok
: 7 (Tujuh)
Nama (NPM)
: 1. Rudyanto P Simanjuntak Simanjuntak
Dosen
(240110110034) (240110110034)
2. Billy Hagantha Sembiring
(240110110035) (240110110035)
2. Andromeda Nasa
(240110110056) (240110110056)
3. Ricky H F Sitanggang
(240110110057) (240110110057)
: Edy Suryadi, Ir., MT
JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2014
BAB I PENDAHULUAN
Erosi tanah adalah penyebab dominan degradasi tanah pada skala global. Ini diperhitungkan antara 70 dan 90% dari total tanah degradasi. Pengaruh merugikan erosi tanah sebagai penyebab penurunan tanah telah lama diakui sebagai masalah berat untuk keberlanjutan pembangunan ekonomi. Hal ini karena sebagian besar tanah subur hilang setiap tahunnya yang negatif mempengaruhi tujuan mencapai ketahanan pangan. Namun, perkiraan tingkat erosi tanah ini sering sulit karena interaksi yang kompleks dari banyak faktor, selain perbedaan dalam skala dan metodologis komponen dari studi. Di negara seperti Etiopia, dengan ekonomi berbasis pertanian lebih dari 85% penduduk, memiliki tanah dapat diandalkan kehilangan data adalah memang masalah keprihatinan besar dan bukan masalah pilihan. Terlepas dari banyak praktek-praktek manajemen yang dilakukan secara agresif di Ethiopia pemasarannya oleh pemerintah dalam 1-2 dekade untuk mengurangi degradasi tanah, erosi oleh air masih diakui menjadi ancaman parah perekonomian nasional. Ini menunjukkan bahwa literatur yang ada pada tingkat erosi tanah di Ethiopia panggilan untuk sebuah keputusan yang bijaksana alat pendukung untuk mengurangi tingkat degradasi. Misalnya, masa lalu studi tentang erosi tanah dalam tangkapan dari region Tigray (Utara Ethiopia) menunjukkan variabilitas mulai dari 7 ton ha −1 thn−1 untuk lebih dari 24 ton ha −1 thn−1 dan 80 ton ha −1 thn−1. Menurut laporan oleh FAO, tingkat erosi diperkirakan hingga 130 ton ha−1 thn−1 dari lahan olahan pangan dan 35 ton ha −1 thn−1 rata-rata atas semua tanah menggunakan jenis di dataran tinggi Etiopia. Seperti perbedaan dalam tingkat erosi oleh studi yang terutama disebabkan karena perubahan dan perbedaan dalam tanah digunakan, pengelolaan, dan metode yang digunakan ketika mengembangkan input data dan skala analisis mereka masing-masing. Dominan, erosi sebelumnya terkait input data dikembangkan dari pengamatan sederhana titik seperti plot limpasan, dan data adalah sebuah sisipan melalui metode konvensional. Metode tersebut menimbulkan banyak keterbatasan dalam hal biaya, representasi, dan keandalan data yang dihasilkan. Baru-baru ini, untuk mengurangi teknik seperti keterbatasan geostatistic yang melakukan interpolasi data untuk seluruh tangkapan dari titik tepat sampel pengukuran tersedia. Pemetaan melalui metode konvensional tuntutan pengumpulan data yang intensif, itulah sering sulit untuk berlatih di Medan yang kompleks seperti di utara Ethiopia. Teknik sistem informasi geografis (GIS) yang dapat menyediakan mudah dan waktu alat yang efektif untuk
memetakan dan menganalisis data input erosi parameter hydrophysical. Teknik-teknik yang digabungkan dengan konsep tangkapan prioritas dapat membantu dalam mengidentifikasi daerah mana rencana pengobatan harus pertama terletak. Banyak studi (e.g., Sharad et al.; Sanware et al.) mengungkapkan bahwa teknik GIS dapat memiliki peran besar dalam karakterisasi dan memprioritaskan daerah tangkapan. Penilaian tingkat tangkapan dan pemetaan hydrophysical sumber daya dapat mendukung identifikasi kendala, masalahmasalah ekologis dan adopsi dari praktek-praktek manajemen yang efektif yang mempertahankan tanah dan sumber daya air menggunakan strategi manajemen terpadu tangkapan. Sebagai tambahan ketersediaan hydrophysical parameter dalam format peta GIS dapat digunakan mudah untuk menjalankan model erosi untuk memahami distribusi spasial pada masalah-masalah ekologis seperti erosi tanah. Dalam banyak studi lingkungan, masukan data diukur pada satu titik dalam ruang, Meskipun klasik Statistik berasumsi bahwa diukur data independen dan dengan demikian tidak cukup untuk menganalisis spasial variabel dependen. Namun, informasi diperlukan untuk ruang seluruh tangkapan, yang memerlukan metode yang melakukan interpolasi data untuk memperkirakan nilai rata-rata dalam suatu daerah. Geostatistics menyediakan dasar untuk interpolasi spasial variabilitas erosi hydrophysical model parameter input yang mempengaruhi limpasan dan tanah kerugian. Untuk memperkirakan erosi tanah dan menyarankan manajemen sesuai rencana, banyak model erosi seperti Universal Soil Loss Equation (USLE), Morgan-Morgan-Finney (MMF), Water Erosion Prediction Project (WEPP), Soil and Water Assessment Tool (SWAT), European Soil Erosion Model (EUROSEM), dan Annualized Agricultural Non-Point Source (AnnAGNPS) telah dikembangkan dan digunakan data input yang dihasilkan melalui GIS. Antara ini model, USLE tetap metode yang paling praktis memperkirakan potensi selama lebih dari 40 tahun, meskipun fakta bahwa ia memiliki banyak keterbatasan untuk aplikasi tangkapan-skala erosi. Di sisi, lainnya erosi proses berbasis model dikembangkan sesudahnya memiliki keterbatasan dalam penerapan data yang intensif dan persyaratan komputasi. Penerapan model berbasis proses ini tidak selalu mudah karena ini memerlukan sejumlah besar informasi yang sering tidak tersedia, terutama dalam data langka kawasan berkembang. MMF model dipilih untuk memperkirakan kerugian tanah tahunan, karena model ini bertujuan untuk mempertahankan kesederhanaan USLE dan juga mencakup pemahaman tentang proses erosi menjadi fase air dan sedimen. Artinya, MMF model dipilih untuk diterapkan dalam studi ini karena kesederhanaan dan fleksibilitas dibandingkan dengan basis fisik model dan memiliki dasar fisik yang lebih kuat daripada USLE. Sebagai tambahan karena MMF model fisik berbasis-
model empiris (campuran model), dibutuhkan sedikit data daripada kebanyakan lainnya erosi prediktif
model.
memahami parameter hydrophysical yang dapat mempengaruhi tingkat erosi di tangkapan kompleks karena sifat gabungan proses alami dan fitur-fitur buatan manusia. Oleh karena itu, penelitian untuk mendapatkan Deskripsi kuantitatif hidrologi/erosi di tangkapan harus mempertimbangkan ini heterogeneities spasial. Untuk mengatasi terhadap masalah-masalah terkait hidrologi (limpasan, sedimentasi), representasi akurat atau locating distribusi spasial dan variabilitas parameter mempengaruhi penggunaan GIS diperlukan. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh dan menilai distribusi spasial hydrophysical parameter yang dikembangkan dengan menggunakan teknik GIS dan menerapkannya dalam model MMF untuk memperkirakan variabilitas spasial hilangnya tanah di dalam tangkapan Mai-Negus, Utara Ethiopia. Peta spasial dapat digunakan untuk memprioritaskan wilayah-wilayah di dalam tangkapan yang memerlukan tindakan segera pengelolaan berdasarkan tingkat keparahan limpasan tanah kehilangan.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Metode MMF
Menurut morgan (1995) Model MMF (Morgan, Morgan, dan Finney) memisahkan proses erosi tanah menjadi dua fase: fase air dan fase sedimen. Perkiraan besarnya erosi yang tergantung dari beberapa parameter dalam kaitannya untuk penggunaan lahan yaitu : tanah, penggunaan dan penutupan lahan dan data curah hujan. untuk memperkirakan kehilangan tanah (erosi) dengan pendekatan MMF diperlukan variasi beberapa faktor lain diantaranya yaitu : a. Energi kinetik hujan (E), b. Kedalaman perakaran tanaman(RD) c. Presentase kontribusi hujan permanen dalam bentuk intersepsi dan aliran batang (A) d. Faktor pengelolaan penutupan lahan (Cf ) e. Ratio evapotranspirasi potential (Et/Eo) f.
Kapasitas cadangan kelembaban tanah (MS)
g. Volume aliran permukaan tanah (Q) h. Laju pengaruh hujan jatuh terhadap pemecahan tanah (F) i.
Kapasitas tansport pada aliran permukaan (TC).
Model ini dikembangkan untuk memprediksi kehilangan tanah tahunan dari lapangan daerah di lereng bukit berukuran. Model ini memiliki kesederhanaan Rugi Tanah yang universal Persamaan dan belum mencakup kemajuan dalam pemahaman tentang proses erosi (Morgan et al., 1984). Model ini adalah model empiris berbasis fisik (Model Mix) dan kebutuhan data yang kurang dari sebagian besar model prediksi erosi lainnya. Model ini proses erosi tanah membagi dalam dua tahap termasuk fase air dan fase sedimen. Model MMF dapat dengan mudah diterapkan dalam sistem informasi geografis berbasis raster (Shrestha, 2007).
2.2 Revisi Morgan - Morgan - Finney (RMMF)
Model RMMF memisahkan proses erosi tanah menjadi dua fase: fase air dan fase sedimen. Fasa air menentukan energi curah hujan yang tersedia untuk melepaskan partikel tanah dari massa tanah dan volume limpasan. Pada tahap erosi, harga tanah partikel detasemen oleh curah hujan dan limpasan ditentukan bersama dengan kapasitas pengangkutan limpasan (Morgan, 2001). Perbedaan dari Model MMF adalah merangsang partikel detasemen tanah demi setetes hujan yang memperhitungkan tanaman kanopi tinggi dan daun drainase, dan komponen telah ditambahkan untuk detasemen partikel tanah oleh aliran (Morgan, 2001).
2.3 MMF Model Aplikasi
Pada MMF proses pemodelan erosi dalam dua tahap , yaitu air dan sedimen fase. Fase air terutama terdiri dari prediksi pemecahan tanah oleh percikan air hujan . Dengan demikian memerlukan data yang terkait dengan intensitas curah hujan (I, mm h- 1 ) , jumlah hari hujan (Rn) , dan curah hujan rata-rata tahunan (R, mm ) . Setelah mengembangkan input peta spasial yang berbeda ( lapisan ) , tingkat pemecahan tanah demi setetes dampak hujan (F, kg m-2 ) , tingkat tanah terpecah oleh limpasan (H, kg m -2 ) , dan kapasitas transportasi aliran darat ( limpasan ) ( TC , kg m-2 ) dihitung dalam lingkungan GIS sebagai berikut :
di mana indeks pemecahan tanah ( g J -1 ) , E adalah energi kinetik tahunan curah hujan ( J m -1 ) , A adalah persentase curah hujan yang berkontribusi terhadap intersepsi permanen dan aliran sungai ( % ) , COH adalah kohesi permukaan tanah ( KPa ) , GC adalah sebagian kecil dari tanah ( vegetasi ) penutup ( 0-1 ) , C f adalah faktor manajemen penutup tanaman, dan S kecuraman lereng tanah dinyatakan dalam derajat. Jumlah detasemen partikel (D = F + H ) akhirnya dihitung sebagai jumlah detasemen partikel tanah oleh limpasan (H ) dan partikel tanah detasemen oleh rintik hujan (F ) dampak . Model ini membandingkan tingkat prediksi percikan detasemen (D ) dan kapasitas transportasi untuk aliran darat ( TC ) , dan nilai minimum diambil sebagai tingkat erosi ( kehilangan tanah tahunan ) diperkirakan untuk fthe tangkapan studi ( Gambar 1 ) .
Gambar 1 : Arus grafik yang menggambarkan metodologi yang digunakan untuk MMF pemodelan ( sumber : Morgan et al.) .
2.4 Evaluasi Model
Persentase Perbedaan (D) digunakan sebagai metode untuk kesesuaian ukuran model prediksi. Model estimasi tingkat kerugian tanah dalam penelitian ini dievaluasi sehubungan dengan sedimen diendapkan disurvei dalam reservoir . Persentase perbedaan (D ) mengukur perbedaan rata-rata antara nilai-nilai yang disimulasikan dan diukur sebagai
( )
di mana p adalah model nilai simulasi dan nilai ukuran . "Nilai yang mendekati 0 % yang terbaik untuk D; namun , nilai yang lebih tinggi dari yang diterima jika akurasi di mana data yang diamati telah dikumpulkan relatif rendah ". Selain itu, studi yang berbeda menunjukkan bahwa data profil tanah seperti tingkat pemotongan dari atas tanah horizon oleh erosi dapat digunakan untuk menilai kinerja model ( misalnya , Tamene ; Desmet dan Govers; Mitasova et al ., dan Turnage et al) . Dalam penelitian ini , data profil tanah diterapkan untuk mengevaluasi hasil erosi diperkirakan model MMF . Untuk tujuan ini , daerah dengan proses erosi yang mungkin dipilih , dan data profil tanah terkait dengan tingkat pemotongan dari A cakrawala didokumentasikan dalam studi tangkapan . Data-data ini kemudian dibandingkan dengan prediksi kehilangan tanah yang dibuat oleh model. Tujuan utama adalah untuk mengevaluasi apakah pola spasial erosi
diperkirakan oleh model MMF berkorelasi baik dengan kedalaman profil data tanah yang secara semikuantitatif diverifikasi kinerja model. Sehubungan dengan hal ini , 10 profil tanah ( lubang ) diidentifikasi dan rujukan geografis dan kemudian dibandingkan dengan model hasil erosi spasial yang sesuai . Hasil Model MMF juga dibandingkan dengan output dari model lain yang disimulasikan di daerah penelitian dan dataran tinggi lainnya di wilayah pengamatan.
2.5 Perbedaan MMF dan USLE
Tujuan utama dari pembelajaran ini adalah untuk menilai Morgan - Morgan - Finney (MMF) dan the universal soil loss equation (USLE ) model erosi dalam prediksi degradasi tanah di sepanjang koridor pipa minyak dan gas . Dalam analisis komparatif , model MMF mengungkapkan koefisien lebih besar dari variasi ( COV ) dalam memprediksi tingkat kerugian tanah . Berdasarkan pasangan - sample t -test , prediksi dua model berbeda secara signifikan dalam distribusi spasial kehilangan tanah sepanjang rights-of-way ( RoW ) dari pipa . Sensitivitas MMF dan model USLE untuk elemen morfometrik medan juga dinilai . Slope gradien adalah salah satu faktor pengendali proses erosi , tetapi tidak pada tingkat kerugian tanah . Pada MMF dan USLE model tidak ditemukan adanya kepekaan terhadap aspek lereng . Dalam hal ketinggian , model MMF mengungkapkan tingkat kerugian tanah yang lebih tinggi pada ketinggian rendah dibandingkan dengan model USLE , yang mengarah pada kesimpulan bahwa model USLE lebih sensitif terhadap perubahan elevasi dari model MMF . Model USLE mengungkapkan sensitivitas yang lebih tinggi dengan kelengkungan medan dibandingkan dengan model MMF karena memiliki variasi yang lebih besar dalam medan jenis kelengkungan cekung dan datar . Kedua model yang sensitif terhadap meningkatkan tutupan vegetasi ( VC ) persentase . Kedua model mengungkapkan kepekaan yang berbeda ; Oleh karena itu , pemahaman yang lebih baik dari sensitivitas ini dapat berkontribusi untuk pemilihan model yang paling sesuai , tergantung pada medan, untuk menghasilkan hilangnya tanah akurasi prediksi tertinggi . Validasi kualitatif distribusi spasial USLE dan daerah yang rawan erosi MMF - prediksi dilakukan dengan menggunakan 6 tahun pengawasan berkelanjutan dan pengukuran kejadian erosi . Validasi kuantitatif dari hilangnya tanah diperkirakan dilakukan dengan menggunakan 3 tahun pemantauan lapangan plot erosi . Model USLE dilakukan lebih baik dibandingkan dengan model MMF dalam hal rasio frekuensi kejadian erosi dalam kelas erosi kritis (rugi tanah > 10 t / ha ) . Tingkat erosi USLE - diperkirakan lebih dapat diandalkan dibandingkan tingkat MMF tidak hanya dalam hal distribusi spasial kelas erosi kritis , tetapi juga dalam hal kuantitatif tingkat kerugian tanah
karena korelasi tinggi dengan pengukuran kehilangan tanah lapangan plot erosi . Jumlah segmen pipa yang rawan erosi realistis diprediksi oleh model USLE , misalnya , kehilangan tanah lebih dari 10 t / ha , adalah 88 , sedangkan model MMF diprediksi hanya 76 segmen pipa yang rentan erosi . Analisis regresi antara total 354 segmen yang rawan erosi USLE dan MMF mengungkapkan R 2 sebesar 0,33 , yang berarti bahwa prediksi dengan model erosi USLE dan MMF berbeda secara signifikan pada tingkat segmen pipa.
BAB III KESIMPULAN
Setelah melakukan pembelajaran mengenai metode perkiraan besarnya erosi dengan metode MMF (Morgan Morgan Finney) maka kami menyimpulkan beberapa kesimpulan antara lain : 1. Risiko erosi pada suatu daerah sebagian besar disebabkan oleh jenis tanaman dan kemiringan (juga tanah). 2. Metode ini membutuhkan peran saluran air di bawah permukaan. 3. Area yang diprediksi akan memiliki kehilangan tanah yang cukup tinggi tidak selalu memiliki dampak merugikan pada kualitas air. 4. Pentingnya konektivitas dalam lanskap dan proses inchannel . 5. Hindari tanaman yang memiliki risiko tinggi pada daerah berisiko tinggi (lereng + konektivitas).
DAFTAR PUSTAKA
Endale, M., 2003. Cropland soil erosion prediction using WEPP model: a case study on hill slope in Lom Kao, Thailand Laflen, J.M., Lane, L.J. and Foster, G.R., 1991. WEPP, a new generation of erosion prediction technology. Journal of Soil and Water Conservation 46. Morgan, R.P.C., 1995. Soil erosion and conservation. Longman, Harlow, 198 pp. Morgan, R.P.C., 2001. A simple approach to soil loss prediction: a revised Morgan-Morgan-Finney model. CATENA, 44(4): 305-322. Renard, K.G.e., 1997. Predicting soil erosion by water : a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation RUSLE. USDA Handbook;703. United States Department of Agriculture (USDA), Washington, D.C., 384 pp. Saengthongpinit, C., 2004. Soil erosion assessment using revised MMF equations with special reference to terrain parameter(s) : a case study in Nam Chun sub watershed, Lomsak district, Thailand, ITC, Enschede, 80 pp. Shrestha, D.P., 2007. Lecture notes on Soil degradation assessment and modelling. Department of Earth System Analysis, ITC, Enschede. Suriyaprsit, M. 2008 Digital terrain analysis and image processing for assessing erosion prone areas: A Case Study of Nam Chun Watershed, Phetchabun, Thailand. Unpublished MSc thesis, ITC: Enschede. 97p. Teklehaimanot, Gebrekirstos, 2003. Use of simple field test and revised MMF model for assessing soil erosion: case study Lom Kao area, Thailand, 94 p. Wischmeier, W.H. and Smith, D.D., 1978. Predicting rainfall erosion losses : a guide to Conservation planning. Supersedes agriculture handbook no. 282, "Predicting rainfall-erosion losses from Cropland East of the Rocky Mountains". COPY. Science and Education Administration United States Department of Agriculture (USDA) ; Purdue Agricultural Experiment Station, .35 pp. Yazidhi, Bamutaze, 2003. A comparative study of soil erosion modelling in Lom KaoPetchbun, Thailand, 92 p. Anonim. 2011. http://www.hindawi.com/journals/aess/2014/468751/. Diakses pada tanggal 2 Mei 2014 pukul 13.00 WIB. Anonim. 2012. http://www.itc.nl/ilwis/applications/application24.asp. Diakses pada tanggal 2 Mei 2014 pukul 13.00 WIB. Anonim. 2012. http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000117. Diakses pada tanggal 2 Mei 2014 pukul 13.00 WIB.
