i

TESIS

STUDI LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAI

OPIYANG PROVINSI MALUKU UTARA

A STUDY ON SEDIMENT TRANSPORT RATE IN OPIYANG

RIVERNORTH MALUKU PROVINCE

IDHAR SAHDAR

P2300211504

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

ii

STUDI LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAI

OPIYANG PROVINSI MALUKU UTARA

Tesis

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Magister

Program Studi

Teknik Sipil

Disusun dan diajukan oleh

IDHAR SAHDAR

kepada

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TESIS

STUDI LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAI

OPIYANG PROVINSI MALUKU UTARA

IDAHAR SAHDAR

P2300211504

Menyetujui

Komisi Penasehat :

Prof. Dr. Ir. H. Muh. Saleh Pallu, M.Eng. Ketua

Dr. Ir. Johannes Patanduk, MS Sekretaris

Mengetahui:

Ketua Pogram Studi S2 Teknik Sipil

Dr. Rudy Djamaluddin, ST., M.Eng

iv

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan

hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis

dengan judul Studi Laju Angkutan Sedimen pada Sungai Opiyang

Provinsi Maluku Utara.

Tesis ini adalah sebagai salah satu persyaratan untuk

menyelesaikan pendidikan program studi S2 Teknik Sipil pada Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin Makassar.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam rangkaian kegiatan

penelitian dan penulisan ini tidak akan terlaksana sebagaimana yang

diharapkan tanpa adanya bantuan, arahan, dukungan dan bimbingan dari

berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini perkenankan penulis

menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. Ir. H. Muh. Saleh Pallu, M .Eng., dan Dr. Ir. Johannes

Patanduk MS,yang telah membimbing penulis selama pelaksanaan

penelitian dan penulisan tesis.

2. Dr. Rudy Djamaluddin, ST, M. Eng Selaku Ketua Program Studi Teknik

Sipil Pascasarjana Universitas Hasanuddin Makassar.

3. Para Dosen dan Staf yang telah membantu dan membimbing penulis

selama mengikuti pendidikan pasa program studi S2 Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar.

v

4. Ayahanda H. Ibrahim Robo Sahdar dan Ibunda Hj. Nurhaya

tercinta,Istri Vivi Yosrawati, Spd, dan Anakanaku tercinta Nursalda,

Djikirullah, Fatahillah serta saudara-saudaraku Ir. Muhammad Iqbal

Robo Sahdar, Iswan Sahdar, Kakak ipar, Nirwana Spd, yang terus

memberikan dukungan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

5. Icsan, ST, MSC., yang selalu memberikan semangat dan motifasi

dalam penyelesaian tesis ini.

6. Rekan-rekan mahasiswa Pascasarjana Teknik Sipil Prasarana 2011

dan semua pihak yang telah banyak membantu penulis baik dalam

berupa masukan-masukan dan saran-sarannya, semoga Allah SWT

membalas budi baik dengan amalan yang setimpal.

Akhir kata, penulis mengharapkan semoga dalam penulisan tesis

ini dapat bermanfaat dan bergunabagi Instansi PU dan BWS Maluku

Utara, serta Rekan rekan pengembangan ilmu pengetahuan khususnya

dibidang teknik pengairan. Amin

Makassar, Februari 2014

Idhar Sahdar

vi

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Idhar Sahdar

Nomor mahasiswa : P2300211504

Program studi : Teknik Sipil

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini

benar-benar merupakan hasil karya sendiri, bukan merupakan

pengambilalihan atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudian hari

terbukti atau dapat di buktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini

hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan

tersebut.

Makassar, 2014

Yang menyatakan

Idhar Sahdar

vii

ABSTRAK

IDHAR SAHDAR. Studi Laju Angkutan Sedimen Pada Sungai Opiyang

Provinsi Maluku Utara (dibimbing oleh H. Muh. Saleh Pallu dan Johannes

Patanduk).

Air merupakan suatu pendekatan holistik, yang merangkum aspek

kuantitas dan kualitas air. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

berapa laju angkutan sedimen akibat erosi oleh curah hujan yang tinggi

setiap tahun pada DAS Opiyang.

Jenis penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif. Teknik

pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas data

primer dan data sekunder. Tahap penelitian ini adalah (1) mengolah data

yang meliputi data lapangan, data teknik Bendung Opiyang , (2) deliniasi

dengan perangkat ArcGIS (3) deliniasi DEM untuk DAS Opiyang

Kabupaten Halmahera Timur, Provinsi Maluku Utara .

Hasil penelitian menunjukkan bahwa volume sedimen pada DAS

Opiyang terlihat jelas bahwa laju sedimen terendah terjadi pada tahun

2011, dimana nilai total potensi sedimen pada DAS Opiyang sebesar

30.533 ton. Keadaan tersebut dapat dijelaskan oleh karena curah hujan

yang terjadi pada tahun tersebut sangat kecil dengan total curah hujan

tahunan 807 mm/tahun. Sementara laju sedimen tertinggi terjadi pada

tahun 2008 sebesar 506.248 ton dengan curah hujan tahunan sebesar

2728 mm/tahun. Selain itu pula peningkatan laju sedimen umumnya

terjadi pada bulan Oktober s/d Juni (musim hujan). Daerah Aliran Sungai

Opiyang memiliki potensi laju sedimen yang tergolong baik, dimana masih

berada dibawah 2 mm/tahun. Hasil analisa untuk tahun pengamatan dari

tahun 2008 2012, secara berturut-turut diperoleh nilai laju sedimen yaitu:

pada tahun 2008, = 0,017 mm/tahun; tahun 2009 = 0.012 mm/tahun;

tahun 2010 = 0,014 mm/tahun; tahun 2011 = 0,0011 mm/tahun; dan tahun

2012 = 0,012 mm/tahun.

Kata kunci: MUSLE, Sedimen, Opiyang.

viii

ABSTRACT

IDHAR SAHDAR. A Study on Sedimen Transport Rate in Opiyang, North

Maluku Province (Supervised by H. Muh. Saleh Pallu and Johannes

Patanduk)

This study aims to describe the rate of sediment transport as the

effect of erosion due to high annual rainfall rate on opiyang stream bed.

The research was conducted as a descriptive quantitative study by

using primary and secondary data. The steps in the research included: (1)

the processing of field data, and the technical data of Bendung Opiyang;

(2) delineation by using ArcGIS instrument; and (3) DEM delineation for

Opiyang stream bed.

The results reveal that the lowest rate of sediment transport

occured in 2011 with a total sediment potential level of 30,533 tons

because of the time, there was a very low rainfall rate (807 mm/year). The

highest level of sediment rate occured in 2008 (506,248 ton) with an

annual rainfall rate of 2728 mm/year. The increase of sediment transport

rate usually happens from October to June, during the rainy season. The

potential of sediment transport rate in Opiyang stream bed area can be

considered good since it is still 2 mm/year. The results of analysis for the

observation years of 2008-2012 show sediment transport rates as follows:

0.017 mm/yeart in 2008, 0.012 mm/year in 2009, 0.014 mm/year in

2010,0.001 mm/year in 2011, and 0.012 mm/year in 2012.

Keywords: MUSLE, Sediment, Opiyang.

ix

DAFTAR ISI

halaman

HALAMAN SAMPUL i

LEMBARAN PENGESAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS vi

ABSTRAK vii

ABSTRACT viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang Masalah 1

B. Rumusan Masalah 4

C. Tujuan Penelitian 4

D. Manfaat Penelitian 5

E. Ruang Lingkup Penelitian 5

F. Sistematika Penelitian 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 8

A. Analisa Hidrologi 8

1. Analisa curah hujan rancangan 8

2. Pemilihan jenis model distribusi 11

3. Analisis debit banjir 13

x

B. Karakteristik Daerah Aliran Sungai 18

C. Erosi 18

1. Proses terjadinya erosi 19

2. Klasifikasi erosi 19

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi 20

4. Dampak umum terjadinya erosi 21

5. Pendugaan laju erosi 22

D. Sedimen 24

1. Pengertian sedimen 24

2. Distribusi sedimen 26

3. Dampak sedimen 27

4. Pengendapan sedimen di DAS 27

E. Studi Terdahulu 41

F. Kerangka Pikir 44

BAB IIIMETODE PENELITIAN 46

A. Jenis dan Desain Penelitian 46

B. Waktu dan Lokasi Penelitian 46

C. Pengambilan Sampel 47

D. Teknik Pengambilan Data 48

1. Data curah hujan 48

2. Data debit sungai 48

3. Peta tata guna lahan 49

E. Tahapan Penelitian 50

xi

BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN 52

A. Analisa Karakteristik Daerah Aliran Sungai 52

1. Peta kondisi topografi 52

2. Peta jenis tanah 54

3. Peta tata guna lahan 56

B. Analisa Hidrologi 57

1. Distribusi curah hujan 58

2. Uji konsistensi data terhadap distribusi 59

3. Perhitungan debit limpasan permukaan 61

C. Analisa sedimen dengan metode MUSLE 64

1. Index erosivitas hujan (R) 64

2. Koefisien erodibiltas tanah (K) 65

3. Koefisien panjang dan kemiringan lereng (LS) 66

4. Faktor konservasi dan pengelolaan tanaman (CP) 66

5. Volume sedimen 66

D. Pembahasan 69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 73

A. Kesimpulan 73

B. Saran 73

DAFTAR PUSTAKA 75

LAMPIRAN-LAMPIRAN 77

xii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Koefisien pengaliran (C), untuk persamaan Rasional 17

2. Dampak erosi tanah 22

3. Jenis sedimen berdasarkan ukuranpartikel 30

4. Kategori kinerja DAS berdasarkan laju sedimen 31

5. Klasifikasi struktur untuk menggunakanNomograf 36

6. Klasifikasi permeabilitas untuk menggunakan Nomograf 36

7. Perkiraan besarnya nilai K pada beberapa tanah di Jawa 37

8. Nilai Faktor CP berbagai jenis penggunaan lahan di Jawa 40

9. Data jenis tanah DAS Opiyang 55

10. Data tata guna lahan DAS Opiyang 56

11. Hasil Uji Statistik Curah Hujan rancangan pada DAS Opiyang 58

12. Curah hujan rancangan pada DAS Opiyang 59

13. Hasil uji Chi-Kuadrat 60

14. Hasil uji Smirnov-Kolmogorov 61

15. Analisa debit limpasan akibat curah hujan periodeulang1tahun dengan mtode rasional modifikasi 63

16. Hasil analisa indeks erosivitas (Rw) untuk bulan Januari 2012 65

17. Volume sedimen pada setiap sub-DAS yang dihasilkan olehcurah hujan pada bulan januari 2012 67

18. Volume sedimen pada setiap sub-DAS yang dihasilkan pada tahun

2008 2012 68

xiii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Diagram alir analisis curah hujan rancangan 9

2. Nomograf untuk menentukan nilai erodibilitas (K) 35

3. Kerangka pikir penelitian 45

4. Lokasi studi DAS Opiyang 46

5. Diagram alir penelitian 51

6. Hasil deliniasi DEM untuk DAS Opiyang 53

7. Hasil deliniasi DEM dengan perangkat ArcGIS 54

8. Peta jenis tanah pada DAS Opiyang 55

9. Peta tata guna lahan DAS Opiyang 57

10. Grafik intensitas curah hujan 62

11. Distribusi sedimen pada DAS Opiyang 69

12. Kondisi pendangkalan pada lantai Bendung Opiyang 71

13. Pendangkalan pada pintu pengambilan kanan 71

14. Badan Mercu yang mengalami gerusan 72

1

BABI

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Manusia selalu berusaha memenuhi kebutuhan hidupnya dengan

memanfaatkan alam. Pola hubungan yang terjadi antara manusia dan

alam tergantung pada cara pandang manusia terhadap alam. Cara

pandang atau paradigma tentang alam mendasari perkembangan ilmu

pengetahuan.Selanjutnya dengan ilmu pengetahuan, manusia

mengembangkan berbagaimetode pemanfaatan sumberdaya alam untuk

memenuhi kebutuhanhidupnya.Salah satu sumber daya alam yang sering

dimanfaatkan manusiaadalah air.

Penelitian pengelolaan sumber daya air (SDA) adalah merupakan

suatu pendekatan holistik, yang merangkum aspek kuantitas dan kualitas

air. Penelitian tersebut merumuskan dokumen inventarisasi sumber daya

air, identiflkasi ketersediaan saat ini dan masa mendatang, pengguna air

dan estimasi kebutuhan mereka baik pada saat ini maupun dimasa

mendatang, serta analisis upaya alternatif agar lebih baik dalam

penggunaan sumber daya air termasuk didalamnya evaluasi dampak dari

upaya alternatif terhadap kualitas air dan rekomendasi upaya yang akan

menjadi dasar dan pedoman dalam pengelolaan wilayah sungai di masa

mendatang.

2

Sejalan dengan itu, Undang-undang Nomor 7 tahun 2004 tentang

sumber daya air dimaksudkan untuk memfasilitasi strategi pengelolaan

sumber daya air untuk wilayah sungai diseluruh tanah air untuk memenuhi

kebutuhan, baik jangka menengah maupun jangka panjang secara

berkelanjutan.

Air adalah sumberdaya alam yang dinamik (Dynamic Resources),

dan merupakan karunia Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan

manfaat untuk mewujudkan kesejahteraan bagi seluruh umat manusia

dalam segala bidang, sehingga memberikan implikasi yang relatif

kompleks dalam upaya pengelolaan dan pemanfaatannya.Untuk

menghadapi ketidakeseimbangan antara ketersediaan air yangcenderung

menurun dan kebutuhan air yang semakin meningkat, sumberdaya air

wajib dikelola dengan memperhatikan fungsi sosial, lingkunganhidup dan

ekonomi secara selaraspengelolaan ini perlu diarahkan untukmewujudkan

sinergi dan keterpaduan yang harmonis antar wilayah, antarsektor dan

antar generasi.

Tujuan pembangunan bendung adalah untuk meninggikan elevasi

muka air dan menampung air sehingga dapat dialirkan untuk memenuhi

kebutuhan manusia seperti: pertanian, air bersih rumah tangga dan

industri dalam rangka peningkatan ketahanan pangan. Salah satu manfaat

dari pembangunan bendung adalah menjamin ketersediaan air yang akan

dialirkan pada setiap petak sawahsehingga untuk mewujudkan cita-cita

tersebut diperlukan adanya komitmen yang kuat,baik dari pemerintah

3

maupun masyarakat dalam hal menjamin beroperasinya setiap struktur

yang berada pada setiap sistem irigasi.

Struktur hidrolik yang melintang pada sebuah badan sungai secara

umum akan merubah karakteristik hidrologi pada sebuah wilayah seperti:

perubahan debit banjir dan transport sedimen kearah muara, hal ini akan

berdampak pada bagian DAS dimana akan terjadi proses sedimen,

dimana merupakan penyebab menurunnya kapasitas tampung dari DAS

itu sendiri.Dalam upaya pelestarian DAS sebagai sarana pemanfatan

sumber daya air, masalah terberat yang dihadapi adalah sedimen. Hal-hal

yang perlu diperhatikan dalam pengendalian sedimen adalah sistem

pengendalian yang mempunyai nilai efisiensi dan efektivitas, karena

dalam pengendalian sedimen tergantung dari daerah tadahan airnya dan

karakteristik dari sungai.

Bendung Opiyang berada di Kecamatan Wasiley, Kabupaten

Halmahera Timur, Provinsi Maluku Utara, Bendung Opiyang berada di

aliran Sungai Opiyang yang menjadi objek dalam penelitian ini, oleh

karena keberadaan bendung tersebut sudah tidak lagi berfungsi dengan

baik. Oleh karena itu, maka melalui tahap observasi lapangan pada tahun

2011 yang dilakukan oleh BWS Maluku Utara, terlihat fenomena yang

terjadi adalah tumpukan sedimen pada daerah tubuh bendung, sehingga

pemanfatan dan penggunaan airirigasi tidak mengalir secara efektif dan

efesien.Untuk itu kami merasa perlu melakukan studi terhadap

permasalahan sedimen yang terjadi pada Bendung Opiyang.

4

Sedimen sebagai hasil dari erosi pada sebuah sistem Daerah Aliran

Sungai (DAS) menjadi titik awal dalam setiap studi-studi yang berkaitan

dengan masalah pengangkutan sedimen. Besaran volume sedimen yang

terjadi sangat dipengaruhi oleh karakteristik daerah aliran sungai yang

menyusun sistem tersebut, sementara sistem DAS yang menyusun

sebuah wilayah sangat bervariasi. Dengan demikian dapat dikatakan

bahwa setiap DAS memiliki potensi sedimen yang berbeda-

beda.Berdasarkan uraian pada latar belakang tersebut, maka penulis

mencoba menyajikannya dalam suatu penelitian denganjudul: STUDI

LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAIOPIYANG PROVINSI

MALUKU UTARA.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah yang

dikemukakan, maka rumusan masalah yang hendak dikaji adalah:

1. Berapa besar potensi volume sedimen yang dapat dihasilkan oleh

DAS Opiyang setiap tahunnya?

2. Bagaimana klasifikasi tingkat sedimentasi pada daerah aliran sungai

Opiyang?

C. Tujuan Penelitian

Sejalan dengan pokok permasalahan yang dirumuskan, maka

tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:

5

1. Untuk menganalisis berapa besar potensi sedimen yang dihasilkan

oleh DAS Opiyang.

2. Mengetahui tingkat laju sedimentasi pada DAS Opiyang pada tahun

pengamatan (2008 2012).

D. Manfaat Penelitian

Adapun penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai berikut:

1. Hasil penelitian ini dapat berguna sebagai bahan informasi dalam studi

sedimen dan upaya pengelolaan serta penangananya.

2. Sebagai bahan pertimbangan dan masukan untuk pengembangan

studi ilmiah atau referensi bagi penelitian tentang masalah sedimen

pada suatu DAS di Provinsi Maluku Utara dalam upaya mengelola

daerah irigasi secara terpadu dan komprehensif.

3. Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu banyak pihak dan

instansi terkait yang menangani permasalahan sedimen yang terjadi

pada DAS Opiyang.

E. Ruang Lingkup Penelitian

Untuk memberikan arah yang jelas dan sesuai dengan tujuan yang

ingin dicapai, maka dilakukan pembatasan variabel penelitian sebagai

berikut:

1. Berapa besar potensi volume sedimen yang dapat dihasilkan pada

DAS Opiyang.

6

2. Fungsi lahan pada daerah aliran sungai opiyang adalah didasarkan

pada data sekunder, yaitu peta RTRW Kabupaten Halmahera Timur.

3. Rumus-rumus empiris yang digunakan dalam perhitungan dan

program dianggap universal dan sudah teruji kebenarannya.

F. Sistematika Penelitian

Penelitian ini disusun dalam lima bab dengan sistematika penulisan

sebagai berikut:

1. Bab I pendahuluan. Pendahuluan memuat tentang latar belakang

permasalahan, rumusan masalah, tujuan penelitiaan, manfaat

penelitian, batasan masalah dan sistematika penelitian.

2. Bab II tinjauan pustaka. Pada bab ini memuat kerangka dasar yang

komprehensif mengenai konsep dan teori yang akan digunakan untuk

pemecahan masalah.

3. Bab III metodelogi penelitian. Bab ini memuat waktu dan lokasi

penelitian, bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian serta

metode analisisnya secara terperinci.

4. Bab IV analisa dan pembahasan. Pada bab ini menjelaskan hasil

hasil yang diperoleh dari proses penelitian dan hasil pembahasannya.

Penyajian hasil penelitian memuat deskripsi sistematik tentang data

yang diperoleh, sedangkan pada bagian pembahasan adalah

mengolah data hasil penelitian dengan tujuan untuk mencapai tujuan

penelitian.

7

5. Bab V kesimpulan dan saran. Pada bab ini dikemukakan kesimpulan

dari seluruh rangkaian proses penelitian dan saransaran terkait

dengan kekurangan yang didapati dalam penelitian ini, sehingga

nantinya dapat dijadikan acuan untuk penelitian selanjutnya.

8

BAB II

TINJAUANPUSTAKA

A. Analisa Hidrologi

1. Analisa curah hujan rancangan

Adapun untuk memprediksi debit banjir dengan periode ulang

tertentu, maka data-data curah hujan didekatkan pada sebaran distribusi,

agar dalam memperkirakan besarnya debit banjir tidak sampai jauh

melenceng dari kenyataan banjir yang terjadi. Seperti yang dikemukakan

Triatmojo (2008) dalam bukunyadalam analisis ini digunakan beberapa

metode untuk memperkirakan curah hujan dengan periode ulang tertentu,

yaitu:

a. Metode distribusi Normal

b. Metode distribusi Log Normal

c. Metode distribusi Gumbel

d. Metode distribusi Log Pearson Type III

Langkah-langkah umum memprediksikan curah hujan untuk periode

ulang tertentu, yang secara umum dapat digambarkan oleh diagram alir

pada Gambar 1.

9

Gambar 1. Diagram alir analisa curah hujan rancangan (Suripin, 2004)

Dengan demikian berdasarkan data curah hujan harian maksimum

yang kami dapatkan maka analisa distribusi berdasarkan empat model

yang telah dipaparkan diatas kami presentasikan sebagai berikut:

a. Metode normal.

Model distribusi Normal dapat diformulasikan sebagai berikut:

XT = Xrata-rata + KT * Sx (1)

Penyiapan Data Hujan Jam-jaman Maksimum

Parameter StatistikDasar X,S,Cv,Cs,Ck

Cs = 0 Ck = 3

Sebaran Normal

Cv = 0.06 Cs = 0.209

Sebaran Log Normal

Cs = 1,14 Ck = 5,40

Sebaran Gumbel

Sebaran yang Paling mendekati

Cs < 0 Cv = 0,3

Sebaran Log Pearson III

Sebaran Terpilih

Uji kecocokan sebaran

Cocok ?

Curah Hujan Rencana

Tidak Ya

10

Dimana:

XT = Curah hujan periode ulang T tahun (mm)

Xrata-rata = Curah hujan rata-rata (mm)

KT = Koefisien distribusi Gauss

Sx = Standar deviasi

b. Metode log normal.

Formula dari model ini merupakan fungsi logaritma dari model

sebelumnya, yang dipresentasikan sebagai berikut:

YT = Yrata-rata + KT. SY (2)

Dimana:

YT = Logaritma dari curah hujan untuk T tahun (mm)

Yrata-rata = Logaritma curah hujan rata-rata (mm)

KT = Koefisien distribusi Gauss

Sy = Standar deviasi dari log x

c. Metode Gumbel.

Untuk model distribusi Gumbel, persamaan yang digunakan adalah

sebagai berikut:

XT = Xrata-rata + K * Sx (3)

K = ( YT Yn ) / Sn (4)

YT = -ln (-ln (T-1/T)) (5)

Dimana:

XT = Curah Hujan periode ulang T tahun (mm)

Xrata-rata = Curah hujan rata-rata (mm)

11

K = Koefisien distribusi Gumbel

Sx = Standar deviasi

Yn = Reduced Mean yang tergantung jumlah

sampel/data n

Sn = Reduced Standard Deviation yang juga

.tergantung pada jumlah sampel/data

YTr =Reduced Variate

d. Metode Log Pearson III.

Formula dari model ini merupakan fungsi logaritma dari model

sebelumnya, yang dipresentasikan sebagai berikut:

YT = Yrata-rata + Kj. S (6)

Dimana:

YT = Logaritma dari curah hujan untuk T tahun (mm)

Yrata-rata = Logaritma curah hujan rata-rata (mm)

Sx = Standar deviasi dari log x

Kj = Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari

.probabilitas dan koef.kemencengan (Cs).

2. Pemilihan jenis model distribusi

Untuk menentukan model distribusi yang dapat digunakan dalam

analisa selanjutnya, maka harus dilakukan pengukuran syarat parameter

statistik (ukuran dispersi), Namun demikian untuk mengetahui apakah data

tersebut benar sesuai dengan jenis sebaran toristis yang dipilih maka perlu

dilakukan pengujian lebih lanjut. Untuk keperluan analisis uji kesesuaian

12

dipakai dua metode statistik sebagai berikut:

a. Uji Chi Square.

Uji Chi-Kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah

persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik

sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan

parameter x, yang di formulasikan sebagai berikut:

= ()

(7)

Dimana:

X = Harga Chi-Kuadrat

G = Jumlah sub-kelompok

Oi = Frekwensi yang terbaca pada kelas yang sama

Ei = Frekwensi yang diharapkan sesuai pembagian kelasnya.

Prosedur perhitungan uji Chi Kuadrat adalah:

1. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya)

2. Kelompokkan data menjadi G sub grup, dimana jumlah kelas yang ada

(G)= 1 + 3,322 x log n. (8)

n = jumlah data

3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap sub grup

4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei.

=

(9)

5. Tiap-tiap sub grup hitung nilai

(Oi - Ei)2 dan()

(10)

13

6. Jumlah seluruh G sub grup nilai ()

untuk menentukan nilai

ChiKuadrat hitung

7. Tentukan derajat kebebasan

DK = G - R 1 (12)

Dimana :

DK = derajat kebebasan

G = sub grup

R =.banyaknya keterikatan (biasanya diambil R = 2

untukdistribusinormal dan binomial dan R = 1 untuk distribusi

Poisson danGumbel)

8. Persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima apabila

derajatkepercayaan lebih dari 5 % dengan parameter derajat

kebebasan

3. Analisis debit banjir

Analisis debit rancangan dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu:

dengan bangunan ukur, persamaan empiris dan hidrograf banjir. Debit

puncak limpasan adalah aliran limpasan maksimum yang terjadi pada saat

terjadinya hujan. Debit puncak limpasan merupakan indikator dari

kekuatan hujan yang digunakan untuk memprediksikan besarnya

sedimentasi yang terjadi. Dalam pendugaan laju puncak limpasan

permukaan ada beberapa metode yang umum digunakan salah satunya

adalah metode rasional modifikasi.

14

Dalam metode rasional modifikasi mempertimbangkan pengaruh

tampungan dalam memperkirakan debit puncak limpasan. Persamaan

yang digunakan untuk menghitung debit limpasan permukaan dengan

metode Rasional adalah sebagai berikut:

Q = 0,278.Cs.C.I.A (13)

Dimana:

Q = Debit limpasan permukaan yang diharapkan untuk suatu

.............hujan dengan interval kejadian tertentu (m3/dt)

I = Intensitas hujan rata-rata dalam t jam (mm/jam)

C = Koefisien limpasan

Cs = Koefisien tampungan

A = Luas daerah aliran (km2)

0,278 =Faktor konversi

a. Intensitas hujan (I).

Untuk mendapatkan intensitas hujan selama waktu konsentrasi

digunakan rumus Mononobe, sebagai berikut:

24

24=

3/224

Tc

RI

(14)

dimana:

I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

R24 = Curah hujan rancangan selama 24 jam (mm)

Tc = Waktu konsentrasi (jam).

15

b. Waktu konsentrasi (tconc).

Waktu konsentrasi (time of concentration) adalah waktu perjalanan

yang dibutuhkan oleh air dari tempat yang paling jauh (hulu sub DAS)

sampai ke outlet sungai dari sub DAS tersebut. Waktu konsentrasi dihitung

dengan menjumlahkan lamanya waktu yang dilalui oleh air hujan yang

jatuh pada suatu titik kemudian mengalir di lahan sampai ke sungai dan

akhirnya mengalir dari sungai sampai ke outlet sungai dari sub DAS

tersebut, yang dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

chovconc ttt (15)

dimana:

Tconc = Waktu konsentrasi di sub DAS (jam)

Tov = Waktu konsentrasi untuk aliran di lahan (jam)

Tch = Waktu konsentrasi untuk aliran di sungai (jam)

c. Waktu konsentrasi aliran di lahan (overland flow time of concentration).

3.0

6.06.0

18 slp

nLt

slp

ov

(16)

dimana:

Tov = Waktu konsentrasi untuk aliran di lahan (jam)

Lslp = Panjang lereng di sub DAS (m)

Slp = Kemiringan rata-rata di sub DAS (m/m)

N = Angka kekasaran manning

18 = Faktor konversi (unit conversion factor)

16

d. Waktu konsentrasi aliran di sungai/saluran (channel flow time of concentration)

375.0125.0

75.062.0

ch

chslpArea

nLt

(17)

dimana:

Tch = Waktu konsentrasi untuk aliran di sungai (jam)

0.62 = Faktor konversi (unit conversion factor)

L = Panjang saluran dari titik terjauh sampai ke outlet sub

DAS(km)

Slpch = Kemiringan saluran (m/m)

N = Koefisien kekasaran manning di saluran

Area = luas sub DAS (km2)

e. Koefisien aliran permukaan (C).

Koefisien aliran permukaan (C) didefinisikan sebagai perbandingan

antara jumlah air yang mengalir di suatu daerah akibat turunnya hujan

dengan jumlah hujan yang turun di daerah tersebut. Harga koefisien

pengaliran (C) untuk berbagai kondisi permukaan tanah dapat ditentukan

pada Tabel 1.

17

Tabel 1 . Koefisien pengaliran (C), untuk persamaan Rasional (Asdak, 2002)

Tata guna lahan C Tata guna lahan C

Perkotaan Tanah lapang

Daerah pusat

kota

0,70 0,95 Berpasir, datar,

2%

0,05 0,10

Daerah sekitar

kota

0,50 0,70 Berpasir, agak

rata, 2-7%

0,10 0,15

Perumahan Berpasir, miring,

7%

0,15 0,20

Rumah tinggal 0,30 0,50 Tanah berat,

datar, 2%

0,13 0,17

Rumah susun,

terpisah

0,40 0,60 Tanah berat, agak

rata, 2-7%

0,18 0,22

Rumah susun,

bersambung

0,60 0,75 Tanah berat,

miring, 7%

0,25 0,35

Pinggiran kota 0,25 0,40 Tanah pertanian, 0-

30%

Daerah industri Tanah kosong

Kurang padat

industri

0,50 0,80 - Rata 0,30 0,60

Padat industri 0,60 0,90 - Kasar 0,20 0,50

Taman, Kuburan 0,10 0,25 Ladang garapan

Tempat bermain 0,20 0,35 - Tanah berat,

tanpa vegetasi

0,30 0,60

Daerah stasiun

KA

0,20 0,40 - Tanah berat,

dengan vegetasi

0,20 0,50

Daerah tak

berkembang

0,10 0,30 - Berpasir, tanpa

vegetasi

0,20 0,25

Jalan raya - Berpasir,

dengan vegetasi

0,10 0,25

Beraspal 0,70 0,95 Padang rumput

Berbeton 0,80 0,95 - Tanah berat 0,15 0,45

Berbatu bata 0,70 0,85 - Berpasir 0,05 0,25

Trotoar 0,75 0,85 Hutan/bervegetasi 0,05 0,25

Daerah beratap 0,75 0,95 Tanah tidak

produktif, >30%

Rata, kedap air

Kasar

0,70 0,90

0,50 0,70

18

B. Karakteristik Daerah Aliran Sungai

Untuk menentukan debit banjir rancangan terdapat berbagai

macam metode dan persamaan empiris, maka pendekatan yang dilakukan

adalah dengan pendekatan morfologi DAS.Pendekatan morfologi DAS

pada analisa hidrologinya, pertama kali dikemukakan oleh R.E Horton dan

A.E Strahler (Pidwirny dalam Susilo dan Pratomo, 2006).Richard H.

McCuen mengungkapkan bahwa karakteristik geomorfologi sebuah

daerah aliran sungai dapat dilihat berdasarkan;luas (A), panjang (L),

kemiringan (S), kurva Hypsometrik, bentuk, tutupan dan tata guna lahan

dan kekasaran permukaan. Sementara itu Goudie. A., dkk dalam

(Binjolkar, dan Keshari, 2007) melihat bahwa karakteristik DAS dapat

dikelompokkan dalam tiga kategori utama, yaitu: geometri DAS, jaringan

drainase DAS dan karakteristik relief DAS. Namun dalam penelitian ini

kami hanya akan menggunakan parameter dasar DAS, yaitu: Luas DAS,

panjang sungai utama dan kemiringan saluran.

C. Erosi

Erosi tanah adalah suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan

permukaan tanah atas, baik disebabkan oleh pergerakan air maupun

angin (Suripin, 2002). Sedangkan menurut Arsyad (2000), erosi adalah

peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah

dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami.

19

1. Proses terjadinya erosi

Menurut Utomo (1994), proses erosi bermula dengan terjadinya

penghancuran agregat-agregat tanah sebagai akibat pukulan air hujan

yang mempunyai energi lebih besar daripada daya tahan tanah. Hancuran

tanah ini akan menyumbat pori-pori tanah, maka kapasitas infiltrasi tanah

akan menurun dan mengakibatkan air mengalir di permukaan tanah dan

disebut sebagai limpasan permukaan. Limpasan permukaan mempunyai

energi untuk mengikis dan mengangkut partikel-partikel tanah yang telah

dihancurkan.

Selanjutnya jika tenaga limpasan permukaan sudah tidak mampu

lagi mengangkut bahan-bahan hancuran tersebut, maka bahan-bahan ini

akan diendapkan. Dengan demikian ada tiga proses yang bekerja secara

berurutan dalam proses erosi yaitu diawali dengan penghancuran agregat-

agregat, pengangkutan dan diakhiri dengan pengendapan. Dengan

demikian 3 bagian yang berurutan, yaitu:

1) Pengelupasan(Detachment)

2) Pengangkutan (Transportation)

3) Pengendapan (Sedimentation)

2. Klasifikasi erosi

Para pakar konservasi tanah pada mulanya mengklasifikasikan

erosi berdasarkan bentuknya, yaitu:

a. Erosi lembar(SheetErosion)

20

b. Erosi alur(RiilErosion)

c. Erosi selokan(GullyErosion)

Klasifikasi diatas saat sekarang dirasa kurang sesuai, karena dalam

klasifikasitersebut tidak memperhitungkan kekurangan agregat yang terjadi

karena pukulan air hujan. Pukulan air hujan merupakan fase pertama dan

terpenting dari erosi (Hudson,1976).

Lebih lanjut sebenarnya hampir tidak ada kenyataan yang

menunjukkan bahwa limpasan permukaan mempunyai kedalaman dan

kekuatan yang sama pada semua tempat sehingga mengikis permukaan

bumi secara merata (Sheet). Oleh karena itu (Morgan,1979) membedakan

bentukerosi menjadi:

a. Erosi percikan(Splash Erosion)

b. Erosilimpasanpermukaan(OverlandFlow/SurfaceRun OffErosion)

c. Erosi alur(RiilErosion)

d. Erosi selokan (GullyErosion).

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi

Erosi terjadi melalui proses penghancuran/pengikisan,

pengangkutan dan pengendapan. Dengan demikian intensitas erosi

ditentukan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi ketiga proses tersebut.

(Hudson,1976) melihat erosi dari dua segi, yaitu; faktor penyebab, yang

dinyatakan dalam erosivitas, dan faktor tanah yang dinyatakan dalam

erodibilitas. Jadi kalau dinyatakan dalam fungsi, maka:

E = f { Erosivitas , Erodibilitas} (18)

21

Di alam, proses erosi tidak sederhana hasil kali erosivitas dan

erodibilitas saja, tetapi juga dipengaruhi oleh faktor-faktor yang

berpengaruh terhadap kedua variabel tersebut.Erosivitas dalam erosi air

merupakan manivestasi hujan, dipengaruhi oleh adanya vegetasi dan

kemiringan, dan erodibilitas juga dipengaruhi oleh adanya vegetasi.Dan

akhirnya aktivitas manusia tentunya juga sangat mempengaruhi faktor-

faktor tersebut.Oleh karena itu dapat dikemukakan pula bahwa erosi

adalah fungsi dari hujan (H), tanah (T), kemiringan (K), vegetasi (V), dan

manusia (M). Jadi apabila dinyatakan dalam fungsi, maka:

E = f {H,T,K,V,M} (19)

Artinya erosi akan dipengaruhi oleh sifat hujan, tanah, derajat dan

panjang lereng, adanya penutup tanah yang berupa vegetasi dan aktivitas

manusia dalam hubungannya dengan pemakaian tanah.

4. Dampak umum terjadinya erosi

Erosi menyebabkan hilangnya lapisan atas tanah yang subur dan

baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah

untuk menyerap dan menahan air. Tanah yang terangkut tersebut akan

diendapkan di dalam sungai, bendung, danau, saluran irigasi, diatas tanah

pertanian, dan sebagainya. Secara rinci dampak erosi disajikan pada

Tabel 2.

22

Tabel2.Dampak erositanah (Arsyad, 2000)

Bentuk

dampak

Dampak di tempat

Kejadianerosi

Dampak di luar

tempat kejadian

Langsung

Kehilangan lapisan tanah yang

baik bagi berjangkarnya akar

tanaman Kehilangan unsur hara

dan kerusakan struktur tanah

Peningkatan penggunaan energi

untuk produksi Kemerosotan

produktivitas tanah atau bahkan

menjadi tidak dapat dipergunakan

nuntuk berproduksiKerusakan

bangunan konservasi dan

bangunan lainnya Pemiskinan

petani peng garap/pemilik tanah

Pelumpuran dan

pendangkalan Bendung,

sungai, saluran, dan badan

air lainnya.

Timbulnya lahan pertanian,

jalan dan bangunan lainnya

Menghilangnya mata air dan

memburuknya kualitas air

Kerusakan ekosistem

perairan (tempat bertelur

ikan, terumbu karang, dsb)

Kehilangan nyawa dan harta

oleh banjir.

Meningkatnya frekuensi dan

masa

Kekeringan.

Tidak

Langsung

Timbulnya

Dorongan/tekananuntuk

membuka lahan baru

Timbulnya keperluan akan

perbaikan lahan dan bangunan

yang rusak

Kerugian oleh

memendeknya umur

Bendung.

Meningkatnya frekuensi dan

besarnya banjir

5. Pendugaan laju erosi

Untuk memperkirakan besarnya laju erosi dalam studi ini

menggunakan metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss

23

Equation)atau MPUKT (Modifikasi Persamaan umum Kehilangan

Tanah).Metode ini merupakan modifikasi dari USLE(Universal Soil Loss

Equation)atau PUKT (Persamaan Umum Kehilangan Tanah) yang

dikembangkan oleh (Williams ,1975), dalam (Utomo,1994) persamaan

USLE adalah sebagai berikut:

A = Rw . K .L .S .C . P (20)

Dimana:

A =Besarnya kehilangan tanah per satuan luas lahan (ton/ha)

Rw =Indeks erosivitaslimpasan permukaan (mm)

K = Indeks erodibilitas tanah

L =Faktor panjang lereng

S = Faktor kemiringan lereng

C = Faktor pengelolaan tanaman

P = Faktor pengolahan tanah

Adapun langkah-langkah perhitungan laju erosi adalah sebagai

berikut:

1. Menghitung indeks erosivitas erosi (R) dengan metode

ArnoldusdanBols untuk metode MUSLE dan rumus EI30

untuk

metode RUSLE

2. Menentukan nilai skor terhadap jenis tanah (K)

3. Melakukan analisa kemiringan dan panjang lereng (LS) dari

peta DASOpiyangyang didapat dari pengolahan DEM.

4. Memberikan skor terhadap penggunaan lahan (CP)

24

5. Tumpang susun (Overlay) peta tata guna lahan, peta jenis tanah

dan peta kemiringan lereng sehingga didapatkan peta unit lahan.

D. Sedimen

1. Pengertian sedimen

Sedimen biasanya digambarkan sebagai partikel padat yang

digerakan oleh fluida (Chow, 1964), sedangkan menurut Manan(1979),

sedimen adalah proses pengendapan dari bahan organik dan non

organik yang tersuspensi di dalam air dan diangkut oleh air pada DAS,

partikel dan unsur hara yang larut dalam aliran permukaan, akan

mengalir ke sungai sehingga terjadi pendangkalan. Sedimenmerupakan

salah satu peristiwa dalam proses sungai yang dinamis.

Salah satu masalah yang dihadapi dalam pengelolaan sungai

adalah masalah sedimen. Sedimen yang terjadi pada sungai dapat

disebabkan akibat erosi yang terjadi pada lahan-lahan kritis yang terdapat

pada daerah tangkapan DAS. Jika material sedimen yang terbentuk akibat

erosi lahan tersebut masuk ke dalam DAS dalam jumlah yang besar,

maka akan menyebabkan laju sedimen yang masuk ke dalam DAS

menjadi besar bahkan akan melampaui laju sedimen rencana. Akibat

sedimen yang mengendap di dasar akan berpengaruh pada kapasitas

tampungan air.Keadaan ini didefinisikan oleh Linsley (1987),sebagai

besarnya peluang bahwa dapat diperhitungkan dengan menetapkan

seluruh jumlah waktu yang diperlukan oleh sedimen untuk mengisi

25

volume tampungan matinya. Volume mati bersama-sama dengan

volume hidup,tinggi muka air minimum,tinggi mercu pelimpah, dan tinggi

muka air maksimum merupakan bagian-bagian pokok karakter fisik suatu

sungai yang akan membentuk zona-zona volume.Secara geologi

sedimen didefinisikan sebagai fragmen-fragmen material yang

diendapkan oleh air atau angin.

Sedimen merupan kelanjutan dari proses erosi, oleh karena itu

proses hidrologislangsung atau tidak langsung mempunyai kaitan

dengan terjadinya erositransport sedimen dan deposisi sedimen di

daerah DAS maupun DAS, perubahan tata guna lahan dan praktek

pengelolaan DAS juga mempengaruhi terjadinya erosi, sedimendan

pada gilirannya akan mempengaruhi kualiats air (Chay Asdak,1995).

Faktor-faktor yang mempengaruhi volume sedimen yang masuk ke

DASmenurutLangbeindalam Kironoto (1996), adalah sebagai berikut:

1) Musim

a. Curah hujan

b. Limpasan (Run Off)

2) Tumbuh-tumbuhan

a. Rimbun

b. Gersang

3) Geologi dan sifat tanah permukaan

4) Kemiringan tanah dan sungai

5) Tata guna lahan

26

Namun demikian pengetahuan mengenai kelima faktor tersebut

tidak menjamin ketepatan perkiraan volume sedimen yang masuk ke

DAS.dari kelima faktor diatas yang paling berpengaruh terhadap besarnya

sedimen di DAS adalah curah hujan tahunan.

2. Distribusi sedimen

Sedimen yang terangkut oleh aliran air masuk kedalam DAS

mempunyai polatertentu. Sedimen yang berbutir besar (kasar) akan

mengendap di daerah cekunganDAS disekitar mulut sungai dengan

membentuk permukaan yang relatif rata,sedang butiran sedimen yang

kecil (halus) akan tersebar jauh keseluruh genangan airdi DAS.Penyebab

sedimen dalamDAS akan ditentukan oleh beberapa hal antara lain:

a. Bentuk dan karakteristik sedimen besar (kasar)

b. Bentuk dari genangan air didalamDAS

c. Kedalaman air didalamDAS

Pada umumnya butiran mempunyai gradasi yang hampir sama dan

tersuspensimerata sehingga sedimen halus akan mengendap dengan

ketebalan yang hampir samabila dilihat pada potongan memanjang DAS.

Pada potongan melintang DAS sedimen dari butiran halus dan ketebalan

sedimen akan sebanding dengankedalamannya. Pola pengendapan

sedimen kasar dan sedimen halus akan membentuksuatu endapan yang

relatif datar dan memenuhi daerah genanganDAS.

27

3. Dampak Sedimen

DAS yang telah dipenuhi oleh sedimen akan kehilangan fungsinya

sebagaipemasok kebutuhan air baik bagi kebutuhan irigasi, kebutuhan

pembangkit listrik,pengendali banjir, perikanan dan lain-lain. Hasil dari

bekas genangan akanmembentuk rawa yang sulit dimanfaatkan, bahkan

dapat berpotensi menjadi sumber bencana dan sumber penyakit.

4. Pengendapan Sedimen di DAS

Pengendapan diDAS adalah terisi penuh oleh sedimen kapasitas

tampungan matinya, bila sedimen yang masuk lebih besar dibandingkan

pada kapasitas tampungan mati di dalam DASnya.

a. Efesiensi tangkapansedimen (trapefficiency).

Untuk menghitung jumlah sedimen yang tertahan atau mengendap

didalam DAS, yaitu dengan mencari besarnya trapeffeciency yang

didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah sedimen yang

mengendap di DAS dengan total angkutan sedimen yang masuk ke dalam

DAS, Brune (1953) dalam USBR (1973). Dalam menggunakan metode ini

dapat diperkirakan besarnya trapeefficiency secara empiris didasarkan

pada pengukuran endapan sedimen di dalamDAS besar (Gunner Brune,

1953), bahwa besarnya trap efficiency tergantung dari perbandingan

antara kapasitas tampung dan jumlah air yang masuk ke DAS dalam

setahun.

28

b. Berat volume kering.

Besarnya angkutan sedimen yang masuk ke dalam DAS

dinyatakan dalam satuan berat persatuan waktu yang dikonversikan

kedalam satuan volume per satuan waktu.Berat volume kering adalah

masa sedimen kering dalam satuan volume. Ada beberapa faktor yang

mempengaruhi berat volume kering di DAS, antara lain:

1. Cara pengoperasian DAS

2. Tekstur atau ukuran partikel sedimen

3. Tingkat pemadatan

4. Kemiringan dasar sungai

Miler (1953) dalam USBR (1973) mengusulkan suatu rumus

integral pendekatan untuk menentukan berat volume kering rata-rata dari

semua sedimen yang mengendap di dalam DAS selama waktu T tahun

beroperasi.

c. Distribusi sedimen di dasar DAS.

Aliran air sungai yang membawa sedimen menuju ke DAS dengan

kecepatan turbulensi yang besar dari aliran akan berangsur-angsur

berkurang. Partikel melayang (Suspendedload) dengan partikel ukuran

yang cukup besar dan sebagian dari muatan dasar (Bedload) akan

mengendap membentuk delta di bagian DAS, partikel yang lebih kecil

akan tetap melayang terangkut oleh aliran dan mengendap lebih jauh di

bagian DASnya. Partikel-partikel yang lebih kecil lagi dapat tetap

melayang dan sebagian darinya mungkin akan melewati DAS bersama-

29

sama dengan aliran air yang melalui alur sungai. Dengan adanya

pengendapan sedimen karena proses tersebut, terbentuklah distribusi

endapan sedimen di dalam DAS. Disini distribusi endapan akan

ditentukan dengan suatu metode yang dikenal dengan (The

empiricalareareductionmethod) sebagai dasaruntuk menghitung besarnya

distribusi sedimen.

Data yang diperlukan adalah jumlahvolume sedimen yang

mengendap dan data hubungan elevasi dengan luas dan kapasitas DAS.

Sedimen yang sering dijumpai dalam DAS baik terlarut maupun tidak

terlarut adalah merupakan produk dari elapkan batuan induk yang

dipengaruhi oleh faktor lingkungan terutama perubahan iklim. Hasil

pelapukan batuan-batuan tersebut dikenal sebagai partikel-artikeltanah,

oleh karena itu pengaruh dari tenaga kinetis air hujan dan aliran air

permukaan terutama didaerah tropis, partikel-partikel tanah tersebut dapat

terkelupas dan terangkut ketempat yang lebih rendah untuk kemudian

masuk ke dalam DAS dan dikenal sebagai sedimen. Karena adanya

proses transport sedimen yang terjadi akibat aliran air sungai maka akan

berakibat pada pendangkalan-pendangkalan dan terbentuknya tanah-

tanah baru didaerah pinggir-pinggir DAS dan delta-delta DAS.

Berdasarkan padajenis sedimen dan ukuran partikel-partikel tanah serta

komposisi mineral dari bahan induk yang menyusunnya dikenal berbagai

jenis sedimen seperti pasir liat dan lainnya tergantung pada ukuran

30

partikelnya. Menurut ukurannya, sedimen dibedakan menjadi beberapa

jenis seperti padaTabel 3.

Tabel3.Jenissedimenberdasarkan ukuranpartikel (ChayAsdak, 2007)

Jenis sedimen Ukuranpartikel

(mm)

Liat

31

bulat. Selanjutnya yang berbentuk persegi mempunyai faktor

bentuk rata-rata adalah 0,7.

3. Gravitasi Jenis. Biasanya densitas partikel sedimen diasumsi

sebagai gravitasi jenis (Specific Gravity) yang mana dapat

didefinisaikan sebagai rasio berat jenis sedimen (Ys) terhadap

berat jenis air(yw) pada suhu 400C.

Partikel sedimen terangkut oleh air, utamanya terdiri dari

material pasir yang mempunyai grafitasi jenis SG = 2,65.

4. Kecepatan Jatuh. Kecepatan jatuh atau kecepatan terminal

adalah suatu kecepatan partikel mencapai kedalaman air pada

kondisi terjadi aliran sedimen dan air, dan selama partikel

sedimen masih berlangsung melayang, terangkut, dan

mengendap. Kecepatan jatuh dipengaruhi oleh ukuran, bentuk,

kekasaran permukaan,berat jenis, dan viskositas cairan.

Kategori kinerja DAS berdasarkan laju sedimen dapat dilihat pada

Tabel 4.

Tabel 4. Kategori kinerja DAS berdasarkan laju sedimen (SK Menteri

Kehutanan No. 52/Kpts-II/2001, 2001)

No Laju sedimen (mm/tahun) Kategori Kelas

1 < 2 Baik

2 2 5 Sedang

3 > 5 Buruk

32

e. Analisisperhitunganhasilsedimen dengan Model MUSLE.

Untuk memperkirakan besarnya laju sedimentasi dalam studi ini

menggunakan metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation)

atau MPUKT (Modifikasi Persamaan umum Kehilangan Tanah).Metode ini

merupakan modifikasi dari USLE (Universal Soil Loss Equation) atau

PUKT (Persamaan Umum Kehilangan Tanah) yang dikembangkan oleh

Williams. Kelebihan MUSLE tidak menggunakan faktor energi hujan

sebagai penyebab terjadinya erosi melainkan menggunakan faktor indeks

limpasan permukaan, sehingga MUSLE tidak memerlukan faktor sediment

delivery ratio (SDR).

Persamaan MUSLE menurut (Williams,1975) adalah sebagai

berikut (Utomo, 1994: 154):

Sy = Rw . K .L .S .C . P (21)

Dimana:

Sy = Besarnya kehilangan tanah untuk satu kejadian hujan (ton)

Rw = Indeks erosivitaslimpasan permukaan (mm)

K = Indeks erodibilitas tanah

L = Faktor panjang lereng

S = Faktor kemiringan lereng

C = Faktor pengelolaan tanaman

P = Faktor pengolahan tanah

Adapun untuk menentukan masing-masing parameter diatas dapat

kami jelaskan sebagai berikut:

33

1. Indeks erosivitaslimpasan permukaan (Rw).

Erosivitas merupakan kemampuan hujan untuk menyebabkan

terjadinya erosi. Indeks erosivitas untuk pendugaan besarnya laju erosi

dapat dihitung dengan analisa Rw menurut Williams. Rumus ini digunakan

pada daerah aliran yang cukup luas, selama erosi juga terjadi

pengendapan dalam proses pengangkutan. Hasil endapan dipengaruhi

oleh limpasan permukaan. Dalam rumus ini, William mengadakan

Modifikasi PUKT untuk menduga hasil endapan dari setiap kejadian

limpasan permukaan dengan cara mengganti indeks erosivitas (R) dengan

erosivitaslimpasan permukaan (Rw).

Rw = 11.8x (Vo. Qp)0,56 (22)

Vo = R . exp (-Rc / Ro) (23)

Rc = 1000 . Ms .BD .RD . (Et / Eo)0,50 (24)

Ro = R / Rn (25)

Dimana:

Rw = Indeks erosivitaslimpasan permukaan (m2/jam)

Vo = Volume limpasan permukaan (m3/ha)

Qp = Laju maksimum aliran air permukaan (m3/det/ha)

R = Jumlah curah hujan bulanan

Ro = Hujan satuan (mm)

Ms = Kandungan lengas pada kapasitas lapang (%)

BD = Berat jenis volume lapisan tanah atas (mg3/m)

34

RD = Kedalaman perakaran efektif (m), didefinisikan sebagai

...lapisan impermeable. Besarnya ditentukan sebagai berikut:

- Untuk tanaman pohon, tanaman kayu = 0,10

- Untuk tanaman semusim dan rumput = 0.05

Et/Eto = Perbandingan evapotranspirasi actual (Et) dengan

..evapotraspirasi potensial

Rn = Jumlah hari hujan bulanan

2. Indeks erodibilitas tanah (K).

Erodibilitas adalah kepekaan suatu tanah untuk mengalami

peristiwa erosi. Suatu hujan dengan intensitas tertentu terjadi pada

beberapa jenis tanah akan mendapatkan indeks erodibilitas tanah yang

tertentu pula. Apabila suatu jenis tanah mempunyai nilai K (faktor

erodibilitas) yang tinggi maka semakin tinggi pula kemungkinan untuk

tererosi.

Faktor erodibilitas tanah (K) menunjukkan resistensi partikel tanah

terhadap pengelupasan dan transportasi partikel-partikel tanah tersebut

oleh adanya energi kinetik air hujan. Besarnya resistensi tersebut

tergantung pada topografi, tekstur tanah, stabilitas agregat tanah,

kapasitas infiltrasi, kandungan organik dan kimia tanah serta besarnya

gangguan oleh manusia (Asdak, 2002 : 360).

Penentuan besarnya indeks erodibilitas dapat menggunakan

metode:

35

a. Wishmeir et al, 1971 (Utomo, 1994 : 50) mengembangkan

nomograferodibilitas nilai K berdasarkan atas kepekaan

tanah terhadap erosi dipengaruhi oleh tekstur tanah

(terutama kadar debu + pasir halus), bahan organik, struktur

dan permeabilitas tanah. Sifat tanah yang lain, dalam hal ini

prosentase debu, prosentase pasir halus, prosentase (%)

pasir kasar, kandungan bahan-bahan organik dan

permeabilitas ditentukan di laboratorium. Selanjutnya,

permeabilitas digolongkan menjadi 6 kelas seperti pada

Tabel 4. Maka pendugaan besarnya nilai indeks erodibilitas

tanah dapat menggunakan data-data tersebut dengan

nomografWishmeir seperti pada Gambar 2.

Gambar 2.Nomograf untuk menentukan nilai erodibilitas (K)

36

b. Metode lainnya adalah dengan menggunakan pendugaan

nilai erodibilitas dengan tabel nilai erodibilitas berdasarkan

jenis tanah. Nilai erodibilitas yang diperoleh pada tabel

berdasarkan penelitian terhadap berbagai jenis tanah di

daerah Jawa seperti tertera pada Tabel 5, 6 dan 7.

Tabel 5. Klasifikasi struktur yang menggunakan Nomograf (Utomo, 1994)

Kelas Keterangan

1

2

3

4

Granuler sangat halus

Granuler halus

Granuler sedang kasar

Masif kubus, lempeng

Tabel 6.Klasifikasipermeabilitas untuk menggunakan Nomograf (Utomo, ...1994)

Kelas Keterangan Permeabilitas (cm/jam)

1

2

3

4

5

6

Cepat

Agak cepat

Sedang

Agak lambat

Lambat

Sangat lambat

>12.5

6.25 12.5

2.00 6.25

0.50 2.00

0.125 0.50

< 0.125

37

Tabel 7. Perkiraan besarnya nilai K pada beberapa tanah di Jawa (Utomo, 1994)

Tanah Nilai K Sumber

Regosol, Jatiluhur 0.23 0.31 Ambar

Litosol, Jatiluhur 0.16 0.29 Dan Syarifudin, 1979

Latosol Merah, Jatiluhur 0.12

Latosol Merah Kuning 0.26 0.31

Latosol Coklat 0.31

Grumosol, Jatiluhur 0.21

GlayHumic, Jatiluhur 0.2

Hiromorf Kelabu 0.2

Mediteran, Yogyakarta 0.26 Kurnia dan Suwarjo

1977 Litosol, Yogyakarta 0.19

Grumosol, Yogyakarta 0.24 0.31

Mediteran, Caruban 0.21 0.32 Bols, 1979

Grumosol, Caruban 0.26 PSLH Unibraw, 1984

Andosol, Batu 0.08 0.10

Andosol, Pujon 0.04 0.10

Kambisol, Pujon 0.12 0.16

Mediteran, Ngantang 0.20 0.30

Litosol, Malang Selatan 0.26 0.30

Regosol, Malang Selatan 0.16 0.28

Kambisol,Malang Selatan 0.17 0.30

Mediteran, Dampit 0.21 0.30

Latosol, Malang Selatan 0.14 0.20

3. Faktor panjang dan kemiringan lereng (LS).

Sifat lereng yang mempengaruhi energi penyebab erosi adalah

kemiringan (slope), panjang lereng dan bentuk lereng (Utomo,

38

1987:83).Kemiringan lereng mempengaruhi kecepatan dan volume

limpasan permukaan. Semakin curam suatu lereng, maka laju limpasan

permukaan akan semakin cepat, dan laju infiltrasi juga akan berkurang

sehingga volume limpasan permukaan semakin besar.

Penelitian yang dilakukan untuk mengetahui pengaruh bentuk

lereng terhadap erosi masih terbatas. Untuk lahan dengan derajat

kemiringan dan panjang lereng yang sama, erosi dari lereng berbentuk

cembung akan lebih besar apabila dibandingkan dengan erosi dari lereng

berbentuk cekung (Utomo, 1987:87).

Kemiringan suatu lereng dapat dinyatakan dalam satuan derajat

atau persen (%), lereng dinyatakan mempunyai kemiringan 10 % jika

perbandingan panjang kaki dan tinggi adalah 10 : 100. Jadi suatu lereng

dengan kemiringan 100 % (panjang kaki dan tinggi berarti sama) berarti

sama dengan kemiringan 45 derajat.

Kemiringan mempengaruhi kecepatan dan volume limpasan

permukaan. Pada dasarnya makin curam suatu lereng, jadi persentase

kemiringan makin tinggi, makin cepat laju limpasan permukaan. Lebih

lanjut dengan semakin singkatnya waktu untuk infiltrasi, volume limpasan

permukaan juga semakin besar. Jadi dengan meningkatnya persentase

kemiringan, erosi akan semakin besar (Utomo, 1994 : 53).

Dalam pendugaan erosi faktor lereng dihitung berdasarkan

persamaan Morgan, 1979 sebagai berikut (Utomo, 1994:147):

)).0139,0().0975,0(136,0).(100/( 2SSLLS (26)

39

dimana:

LS = Faktor panjang dan kemiringan lereng

L = Panjang lereng (m)

S = Kemiringan lereng (%)

4. Faktor pengelolaan tanaman dan konservasi tanah (C).

Indeks pengelolaan tanaman (C) dapat diartikan sebagai rasio

tanah yang tererosi pada suatu jenis pengelolaan tanaman pada sebidang

lahan terhadap tanah yang tererosi pada lahan yang sama tanpa ada

tanaman. Nilai C untuk suatu jenis pengelolaan tanaman tergantung dari

jenis, kombinasi, kerapatan, panen dan rotasi tanaman. Indeks

pengolahan lahan (P) adalah rasio tanah yang tererosi pada suatu jenis

pengelolaan lahan terhadap tanah yang tererosi pada lahan yang sama

tanpa praktek pengelolaan lahan atau konservasi tanah apapun. Nilai P

dipengaruhi oleh campur tangan manusia terhadap lahan yang

bersangkutan seperti misalnya teras, rorak, pengelolaan tanah dan

sebagainya.

Besaran nilai C dan P ditentukan berdasarkan keanekaragaman

bentuk tata guna lahan dilapangan (berdasarkan peta tata guna lahan dan

orientasi lapangan). Nilainya ditentukan berdasarkan hasil penelitian yang

telah ada atau modifikasinya. Sebagai standart penentuan faktor C dan P

berikut disajikan beberapa besaran nilai faktor C dan P, maupun CP dari

hasil penelitian seperti pada Tabel 8.

40

Tabel 8. Nilai Faktor CP berbagai jenis penggunaan lahan di Jawa (Utomo, 1994)

No Jenis Tanaman Nilai CP

1 2

3

4

5

6

7

8

Lahan Tanpa Tanaman Hutan

- Tak terganggu - Tanpa tanaman bawah - Tanpa tanaman bawah dan serasah

Semak - Tak terganggu - Sebagian rumput

Kebun - campuran asli - kebun - pekarangan

Perkebunan - penutupan tanah sempurna - ditumbuhi alang-alang - Perkarangan alang-alang setahun sekali - Jenis serai (Citronella grass) - Savana dan padang rumput - Rumput Brochioria

Tanaman Pertanian - Umbaian akar - Biji-bijian - Kacang-kacangan - Tembakau - Kapas, tembakau - Campuran - Padi irigasi

Peladangan - satu tahun tanam, satu tahun bera - satu tahun tanam, dua tahun bera

Pertanian dengan pencagatan alam - Mulsa jerami - Mulsa kacang tanah - Strip - Strip Cotalaria - Teras - Teras Guludan

1.00

0.001 0.030 0.500

0.01

0.100

0.020 0.070 0.200

0.100 0.020 0.060 0.650 0.010 0.002

0.630 0.510 0.360 0.580 0.500 0.430 0.20

0.280 0.190

0.06 0.20 0.20 0.40 0.10 0.30

0.640 0.040 0.140

41

E. Studi Terdahulu

Susiati (2010) dengan judul penelitiannya Pola sebaran sedimen

tersuspensi melalui pendekatan penginderaanjauh di perairan pesisir

semenanjung Muria, Jepara.Tujuan dari penelitian adalah menentukan

pola distribusi TSS di Semenanjung Muria, Jepara, dengan posisi

110005606,7 11004401,7 Bujur Timur dan 06002399,3

06002549,1 Lintang Selatan. Evaluasi pola distribusi sedimen

tersuspensi telah dilakukan dengan pengukuranlapangan dan

penginderaan jauh. Penelitian menggunakan data Landsat (data citra

tahun 1989, 2001,2004) dan SPOT (2008). Berdasarkan hasil penelitian,

konsentrasi sebaran sedimen tersuspensi diperairan Semenanjung Muria

menunjukkan pola dinamis, namun secara keseluruhan telah

terjadipeningkatan luasan pada konsentrasi sedimen tersuspensi.

Konsentrasi TSS di perairan SemenanjungMuria berkisar antara 1,5

sampai 2.140 mg/ liter dengan rata-rata 55,18 mg/ liter. Umumnya rata-

ratakonsentrasi TSS masih di bawah ambang batas yang telah ditentukan

dalam Keputusan Menteri KLHNo. 51/ 2004.

Josua Leo Petra (2012) dengan judul penelitiannya pengaruh

kerapatan mangrove terhadap laju sedimen transpor di pantai karonsong

kabupaten indramayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

bagaimana pengaruh dari kerapatan mangrove terhadap laju sedimen

transpor dan abrasi pantai yang terjadi di wilayah Pantai Karonsong

Kabupaten Indramayu. Metode penelitian yang dipakai adalah metode

42

transek kuadrat dan metode sedimen trap. Hasil penelitian diperoleh

bahwa jenis vegetasi mangrove yang mendominasi di wilayah Pantai

Karonsong Kabupaten Indramayu adalah Avicennia marina. Kerapatan

mangrove tingkat pohon di stasiun I sebesar 1.450 tegakan/ha dan

dikategorikan baik, sedangkan kerapatan mangrove tingkat pohon di

stasiun II sebesar 900 tegakan/ha dan dikategorikan hutan mangrove

rusak berat. Hubungan antara kerapatan mangrove dengan laju sedimen

transpor di Pantai Karonsong Kabupaten Indramayu menunjukkan korelasi

yang negative dengan nilai -1 artinya ketika kerapatan mangrove tinggi

maka laju sedimen transpor akan rendah dan sebaliknya ketika kerapatan

mangrove rendah maka laju sedimen transport akan tinggi.

Iman Wahyudi, S(1989) dengan judul penelitiannya Pengaruh

Sedimentasi Terhadap Kapasitas danoperasional Waduk: Studi Kasus

Waduk Cacaban yang bertujuan untuk mengukur elevasi dasar dan

luasan waduk, menganalisis tingkat sedimentasi dan Menganalisis

kapasitas tampung waduk. Hasil kesimpulan diperoleh:

a. Berdasar pengukuran tahun 1989 laju sedimentasi tahun 1958 -

1989 yaitu +1.057.189,14 m3/tahun. Berdasar pengukuran

tahun 2002, tahun terakhir sebesar t 4.250.000 m3/tahun atau

0,0468 m/tahun.

b. Semula kapasitas tampung waduk 90 juta m3, Berdasar

pengukuran tahun 1989 kapasitas tampung waduk 57,23 juta

43

m3, kemudian berdasar pengukuran 2002, kapasitasnya

menjadi 52,98 m3.

c. Berdasar analisis regresi didapat laju penumnan kapasitas

waduk adalah y : 83,469 a -o'0812'x dimana x = tahun

d. Secara Operasional, inflow pada Waduk Cacaban mencapai +

25.699.825 m3/tahun, sementara outflow mencapai +

31.434.526 m3ltahun sehingga kekurangan pasokan air +

5.734.701 m3. Dengan Irigasi memerlukan + 17.537.411 m3,

maka perlu optimalisasi untuk penggunaan yang lain.

Olviana Mokonio (2013)dengan judul penelitiannya Analisis

Sedimentasi di Muara Sungai Saluwangko di Desa Tounelet Kecamatan

Kakas Kabupaten Minahasa. Tujuan penelitian ini adalah untuk

menganalisis debit sedimen dasar (bed load) di muara sungai

Saluwangko.Pada penelitian ini dilakukan pengukuran langsung di muara

sungai untuk mendapatkan data morfologi sungai dan sampel sedimen

pada dasar sungai. Sampel sedimen kemudian diperiksa di laboratorium

untuk mendapatkan ukuran diameter butiran (D35, D50, D90) dan berat jenis

sedimen. Dalam analisis juga digunakan nilai debit hasil pengukuran di

lapangan (Qukur) dan debit hasil perhitungan (Qdominan). Data-data yang

telah diperoleh selanjutnya dianalisis menggunakan rumus empiris yaitu

Meyer-Peter, Einstein dan Van Rjin.Dari analisis debit sedimen dasar di

muara sungai Saluwangko diperoleh hasil: untuk metode Meyer-Peter

dengan Qukur = 3,287 m3/det diperoleh debit sedimen dasar Qb = 829,32

44

m3/tahun, Qhitung = 1,262 m3/det; debit sedimen dasar Qb = 540,85

m3/tahun. Untuk metode Einstein dengan Qukur = 3,287 m3/det diperoleh

debit sedimen dasar Qb = 1788,76 m3/tahun, Qhitung = 1,262 m

3/tahun;

debit sedimen dasar Qb = 1513,86 m3/tahun. Sedangkan untuk metode

Van Rjin didapatkan nilai negatif dan disimpulkan metode ini tidak cocok

untuk kondisi sungai Saluwangko. Hasil analisis menunjukan debit

sedimen dasar mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya

debit aliran sungai.

Mutmainnah (2011)dengan judul penelitiannya laju dan kondisi

sedimentasi pada ekosistem terumbu karang di pulau Ballang Lompo

Kabupaten Pangkep, Provinsi Sulawesi Selatan. Tujuan penelitian ini

adalah mengukur laju sedimentasi dan menganalisis jenis sedimen yang

mengendap pada ekosistem terumbu karang di Pulau Ballang Lompo.

Hasil analisis menunjukkan laju sedimentasi di perairan Pulau Ballang

Lompo dengan kisaran 0,0036-0,300 mg/cm2/hari, masih sangat tergolong

rendah dengan ukuran butir sedimen 0,5-0,125 mm yang termasuk

kedalam kelompok klasifikasi pasir.

F. Kerangka Pikir

Berdasarkan latar belakang masalah serta teori-teori yang

diuraikan, maka kerangka pemikiran dapat kita lihat pada Gambar 3.

45

Gambar 3. Kerangka pikir penelitian

Curah Hujan

Peta Topografi Peta Landuse

Analisa Distribusi Hujan : - Model Normal - Model Log Normal - Model Pearson - Model Gumbel

Pemilihan Distribusi berdasarkan parameter Cs,Cv, Ck yang paling mendekati untuk masing model

Uji Chi & SK

Analisa Morfologi

Daerah Aliran Sungai.

Curah Hujan Rencana

Tidak

Ya

Karakteristik DAS : - Luas DAS - Panjang

Pengaliran - Kemiringan

Lahan - Koef. Manning

Faktor Penggerak

Kondisi Awal

DATA LAPANGAN

Erosi

Potensial DAS

Analisa Sediment Yield

(Sy) Metode MUSLE

Sy = Rw . K . LS . CP

Volume Sedimen

Dampak

46

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Desain Penelitian

Jenis penelitian ini adalah penelitian deskritif yang bertujuan untuk

memberikan gambaran yang jelas mengenai laju sedimen pada DAS

Opiyang Kabupaten Halmahera Timur. Data yang dikumpulkan, yaitu data

kualitatif berupa identifikasi kondisi eksisting laju sedimen pada DAS

Opiyang berdasarkan tingkat curah hujan tahunan.

B. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini direncanakan berlangsung selama 3 bulan, yaitu

bulan September sampai Nopember 2013.

Gambar 4. Lokasi studi DAS Opiyang

P. Ternate DAS Opiyang

47

Adapun lokasi penelitian dilaksanakan di Sungai Opiyang Desa

Subaim Kecamatan Wasile Kabupaten Halmahera Timur seperti dilihat

pada Gambar 4.Secara geografis DAS Opiyang dengan luas 203,08 Km2

terletak antara 1o 2 30 - 1o 7 30 Lintang Utara dan 128o 10 - 128o 17

Bujur Timur. Sedangkan secara administratif bagian tengah dan hilir DAS

terletak di wilayah administrasi Kecamatan Wasile Kabupaten Halmahera

Timur Provinsi Maluku Utara.Pemilihan lokasi penelitian pada Sungai

Opiyang dengan pertimbangan laju sedimen pada DAS sungai tersebut

sudah sangat mengkhawatirkan.

C. Pengambilan Sampel

Sebelum dilakukan studi tersebut terlebih dahulu dilakukan

penentuan titik lokasi pada DAS dimana pada titik yang ditentukan dapat

dilihat jumlah potensi sedimennya besar sehingga pada titik lokasi

tersebut akan dilakukan penelitian dengan mengambil sampel sedimen

sesuai dengan ukuran, bentuk dan jenisnya untuk dilakukan analisis lebih

lanjut dengan mengunakan metode dan analisis pendekatanserta rumus

rumus empiris yang bisa digunakan.

Adapun kriteria penentuan pengambilan titik sampel dilokasi studi

diantaranya adalah:

1. Dilakukan pada lokasi DAS dimana akan dibuat suatu studi penelitian.

2. Pada DAS yang mudah dijangkau dan berputensi untuk melakukan

penelitian.

48

3. Pada DAS yang sudah mengalami perubahan marfologi sungai akibat

laju sedimen sehingga dapat merubah karakteristik sungai yang

berpotensi jumlah sedimen yang cukup banyak.

D. Teknik Pengambilan Data

Data-data yang diperlukan dalam studi ini meliputi data-data

sekunder yang tersedia di instansi pemerintah. Data-data tersebut adalah:

1. Data curah hujan

Data curah hujan yang digunakan dalam studi ini adalah data curah

hujan selama 10 tahun (2004 2013) pengamatan.Untuk wilayah DAS

Opiyang. Pada DAS Opiyang terdapat 1 stasiun alat pengukur curah hujan

(AWLR) yang dibangun oleh Balai Wilayah Sungai Maluku Utara, dan

kondisi alat masih baik yang sampai sekarang tetap masih digunakan oleh

Balai Wilyah Sungai Maluku Utara dalam pengelolaan data hidrologi

sebagai data sekunder, namun sebagai data pembanding kami juga

menggunakan stasiun curah hujan Bandara Babullah Ternate.

2. Data debit sungai

Data ini didapatkan dari Instansi terkait yaitu pada Instansi

Kementerian Pekerjaan Umum (Balai Wilayah Sungai Maluku Utara)di

Ternate, selama 10 tahun pengamatan. Pengukuran data debit sungai

dilakukan di outlet DAS Opiyang, yaitu di Kab. Halmahera Timur. Data

debit yang didapat berupa data debit sungai harian. Data debit sungai

49

digunakan untuk menganalisa apakah terjadi erosi pada tebing sungai

akibat longsoran yang disebabkan karna curah hujan yang tinggi di

wilayah sungai sehingga yang akan berpotensi terjadi sedimen.

3. Peta tata guna lahan

Peta tata guna lahan digunakan untuk menentukan jenis

penggunaan lahan yang ada di DAS Opiyang, yaitu sumber data,

BAPEDDA Provinsi Maluku Utara dan Kabupaten Halmahera Timur dan

dari Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (BP DAS) Akemalamo di

Ternate Dinas Kehutanan Provinsi Maluku Utara. Data tata guna lahan

digunakan untuk menghitung nilai pengelolaan tanaman (C) dan factor

konservasi lahan (P) dalam menentukan produktivitas lahan di DAS

Opiyang pada saat ini. Penentuan tingkat kemampuan dan kesesuaian

lahan juga dapat ditentukan berdasarkan peta tata guna lahan serta

pengamatan di lokasi penelitian yang selanjutnya dapat ditentukan atau

dilihat bagaimanakondisilahan yangada di DAS Opiyang saat ini.Tata

guna lahan (Land Use) di daerah studi banyak didominasi hutan dan

semak belukar pada bagian hulu, kemudian terdapat semak/alang-alang,

sawah, ladang/tegalan dan kebun campuran serta daerah rawa dan

pemukiman pada bagian tengah dan hilirnya. Selanjutnya klasifikasi jenis

penggunaan lahan dan definisinya dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Pemukiman. Wilayah pemukiman ini meliputi perumahan,

perkantoran, tempat olah raga, dan pemakaman.

50

b. Ladang/tegalan. Ladang/tegalan adalah penggunaan tanah

kering yang sifatnya tidak menetap, pada umumnya ditanami

padi-padian dan ada kalanya tanaman semusim dengan cara

perladangan berpindah. Tegalan adalah penggunaan tanah

kering yang ditanami palawija dan tanaman holtikultura.

c. Sawah. Persawahan yang ada merupakan sawah dengan

irigasi semi teknis dengan pola tanam padi-padi-palaja.

d. Perkebunan. Perkebunan di sini adalah perkebunan dengan

jenis tanaman keras monokultur yang diusahakan oleh rakyat,

misalnya : karet, kelapa kopi, lada, kakao.

e. Semak. Semak dan belukar merupakan bekas tanah pertanian

yang ditinggalkan.

f. Hutan. Ada beberapa jenis hutan di Maluku Utara yaitu: hutan

lebat, hutan belukar, hutan ringan dan hutan rawa. Di lokasi

daerah studi yang paling dominan adalah hutan lebat di

daerah hulu dan hutan ringan didaerah tengah.

g. Rawa. Rawa adalah daerah penggenangan permanen yang

dasarnya dangkal tetapi belum cukup dangkal untuk dapat

ditumbuhi tumbuh-tumbuhan besar.

E. TahapanPenelitian

Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap kegiatan yang secara

garis besar diuraikan pada alurpenelitian pada Gambar 5.

51

Penyiapan Data Hujan

Parameter StatistikDasar X,S,Cv,Cs,Ck

Cs = 0 Ck = 3

Sebaran Normal

Cv = 0.06 Cs = 0.209

Sebaran Log

Cs = 1,14 Ck = 5,40

Sebaran yang Paling mendekati

Cs < 0 Cv = 0,3

Sebaran Log Pearson III

Sebaran Terpilih

Uji kecocokan sebaran

Cocok ?

Curah Hujan Rencana (R24)

Tidak

Ya

Peta DEM (Digital

Peta RTRW Tata Guna Lahan

Peta RTRW Jenis Lahan

Analisa Karakteristik DAS dengan ArcGIS

9.2

Digitasi kembali dengan ArcGIS 9.2

Koefisien Pengaliran (C)

Analisa Waktu Konsentrasi

(Tc)

Indek Erodibilitas Lahan (K)

Koefisien Tutupan Lahan (CP)

Evapotranspirasi maksimum bulanan

Analisa Debit Banjir Rancangan (Q)

Q = 0,278 . Cs . C . I . A

Analisa Intensitas Curah Hujan

Mononobe (I)

Analisa Koefisien

Tampungan

Observasi Lapangan

Berat Jenis Butir (pB)

Debit pada intake pasca pengoperasian bendung (Q)

Sebaran Gumbel

Analisa Volume Limpasan Permukaan

(Vo)

Luas DAS (Km2) Panjang DAS (Km)

Kemiringan DAS (%)

Panjang Sungai (Km)

Analisa Curah Hujan Bulanan (Rc)

Analisa Indeks Erosivitas Limpasan Permukaan

(Rw)

Analisa Sediment Yield (Sy)

Metode MUSLE Sy = Rw . K . LS . CP

Analisa Faktor Lereng (LS)

Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

52

BAB IV

HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Analisa dalam penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap, yaitu: analisa

hidrologi, analisis morfologi daerah aliran sungai dan analisa volume

sedimen pada daerah studi.

A. Analisa Karakteristik Daerah Aliran Sungai

1. Peta kondisi topografi

Karakteristik morfologi daerah aliran sungai Opiyang dalam

penelitian ini dilakukan dengan mengintegrasikan data model permukaan

digital ke dalam perangkat lunak sistem informasi geografi (SIG). Model

yang digunakan adalah keluaran dari Aster GDEM versi 2 dengan tingkat

resolusi 1 arcsecond atau 30 x 30 m yang dapat diunduh secara gratis

pada halaman web-nya, sementara perangkat SIG yang digunakan adalah

ArcGIS versi 9.2 dengan utilitas ArcHydro-nya.

Penggunaan model permukaan digital dalam proses analisis

limpasan permukaan mempresentasikan permukaan relief bumi akan

membantu ketelitian dalam mengidentifikasikan kemiringan lahan, arah

aliran, akumulasi aliran, panjang lintasan aliran dan penentuan daerah

pengaliran. Hasil deliniasi daerah aliran sungai dan jaringan sungai

sintetik DAS Opiyang dapat diperoleh seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 6.

53

Gambar 6. Hasil deliniasi DEM untuk DAS Opiyang

Setelah DAS Opiyang dan jaringan sungai sintetik dilakukan, maka

langkah berikutnya adalah berikutnya adalah penggambaran daerah

tangkapan yaitu dalam hal ini adalah Sub DAS Opiyang.Penggambaran ini

bertujuan untuk mencari atribut tiap sub-sub DAS dari Sub DAS Opiyang

seperti luas tiap Sub DAS, kemiringan lereng dan panjang lereng serta

membangkitkan sungai sintetik dalam kaitan usaha pendugaan erosi.

Sehingga berdasarkan hasil analisa data model elevasi digital, DAS

Opiyang terbagi menjadi 23 sub DAS seperti pada Gambar 7.

54

Gambar 7. Sub DAS hasil deliniasi dengan perangkat ArcGIS.

2. Peta jenis tanah

Data jenis tanah yang diperoleh Dinas Pertanian, kemudian

dilakukan proses digitasi dalam perangkat SIG sehingga menghasilkan

suatu tampilan gambar Sub DAS Opiyang lengkap dengan jenis tanahnya

yang digunakan untuk proses pengerjaan selanjutnya. Secara umum jenis

tanah pada DAS Opiyang adalah ditabelkan pada Tabel 9.

55

Tabel 9. Data jenis tanah DAS Opiyang (Dinas Pertanian, 2013)

No Jenis Tanah K Tingkat

Erodibilitas

Luas Area

(km)

1 Kompleks Aluvial Kelabu dab

Aluvial Coklat Kekelabuan 0.10 Lambat 49.23

2 Latosol Coklat 0.34 Sangat Tinggi 145.49

Jumlah 194.72

Tekstur tanah ditentukanberdasarkan jenis tanahnya. Sedangkan

nilai-nilai K dan tingkat erodibilitas diperkirakan dengan melihat peta serta

merujuk pada Tabeltabel yang tercantum pada referensi. Peta jenis

tanah dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Peta jenis tanah pada DAS Opiyang

56

3. Peta tata guna lahan

Penggambaran peta tata guna lahan ini adalah berdasarkan peta

RTRW Kabupaten Halmahera Timur tahun 2011 yang kemudian didigitasi

kembali dengan peta sub-Sub DAS Opiyang. Hal ini dilakukan untuk

mendapatkan tata guna lahan pada tiap-tiap Sub DASnya beserta

atributnya. Tutupan lahan pada DAS Opiyang ditunjukkan pada Gambar 7.

Dengan demikian berdasarkan peta dan berbagai referensi, kondisi lahan

di Sub DAS Opiyang dapat ditentukan dan ditabelkan pada Tabel 10.

Tabel 10. Data tata guna lahan DAS Opiyang (RTRW Kabupaten

...Halmahera Timur, 2013)

No Tata Guna Lahan Luas % C CP Et/Eto

(ha)

1 Hutan Kering Primer 142.584 73.2% 0.500 0.001 1.000

2 Hutan Kering Sekunder 35.059 18.0% 0.800 0.001 0.850

3 Pertanian 15.985 8.2% 0.498 0.430 0.700

4 Pemukiman 1.09 0.6% 0.300 0.200 0.050

Jumlah 194.72 100.000

Nilai-nilai koefisien pengaliran, faktor pengelolaan tanaman,

koefisien penutup tanah serta Et/Eo diatas diperkirakan dengan melihat

peta, kondisi lapangan serta merujuk pada Tabeltabel yang tercantum

pada referensi. Peta tata guna lahan pada DAS Opiyang dapat dilihat

pada Gambar 9.

57

Gambar 9. Peta tata guna lahan pada DAS Opiyang

B. Analisa Hidrologi

Dengan mengacu pada karakteristik DAS yang diperoleh dari

analisa topografi, komputasi hidrologi dapat dilakukan untuk menentukan

besaran besaran limpasan permukaan sebagai faktor penggerak

terjadinya erosi dan proses pengangkutan sedimen pada DAS

Opiyang.Analisa ini dilakukan dengan menghitung distribusi curah hujan

yang terjadi pada DAS Opiyang dengan beberapa model distribusi yang

ada, kemudian dilakukan uji konsistensi terhadap data dengan model

yang digunakan sehingga akan diperoleh curah hujan rancangan dalam

memperkirakan debit dan limpasan permukaan yang akan terjadi.

58

1. Distribusi curah hujan

Dalam analisa distribusi curah hujan pada DAS Opiyang didasarkan

pada data-data curah hujan yang diperoleh dari BMKG stasiun curah

hujan Babbullah Kota Ternate. Data yang digunakan pada perhitungan

curah hujan rancangan ini menggunakan data 10 tahun terakhir dari tahun

2001 -2012 yang data dilihat pada Lampiran 1. Curah hujan rancangan

pada DAS Opiyang ditunjukkan pada Tabel 11.

. Tabel 11.Hasil Uji Statistik Curah Hujan rancangan pada DAS Opiyang

(Sumber : Soewarno,1995)

Hasil dari analisa parameter maka jenis angka /distribusi statistik

dasar X, S, Cv, Cs, Ck tersebut dapat dilihat pada Tabel 11. Setelah

memperoleh hasil rancangan curah hujan dengan beberapa periode

ulang, maka dilakukan pengujian terhadap syarat-syarat statitistik untuk

mementukan model yang dapat digunakan. Dengan melihat hasil yang

diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa model yangdapat digunakan

No Jenis Distribusi Syarat Hasil Analisa Kesimpulan

1 Normal Cs = 0 Cs= 0.7963 tidak memenuhi

Ck = 3 Ck= 0.4583 tidak memenuhi

2 Log Normal Cs = 0,209, Cv=.0,06 - 0.1542 tidak memenuhi

Ck= 0.3410 tidak memenuhi

3 Gumbel Cs = 1.14 0.8058 tidak memenuhi

Ck = 5.4002 0.4540 tidak memenuhi

4 Log Pearson Cs 0 - 0.1542 Memenuhi

59

dalam penelitian ini adalah model distribusi Log Pearson III, seperti

ditunjukkan pada Tabel 12Hasil Uji Statistik Curah Hujan rancangan pada

DAS Opiyang.

Tabel 12. Curah hujan rancangan pada DAS Opiyang

T Pearson

2 93.66

5 131.56

10 161.85

25 206.74

50 241.22

100 281.77

2. Uji konsistensi data tehadap distribusi

Pengujian dilakukan untuk mengetahui kecocokan antara distribusi

frekuensi sampel data terhadap distribusi peluang yang diperkirakan dapat

menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi yang digunakan.

Dalam penelitian ini pengujian parameter yang digunakan adalah Uji Chi-

Kuadrat dan Uji Smirnov-Kolmogorov, yang hasilnya diperlihatkan sebagai

berikut:

a. Uji Chi-Kuadrat.

Hasil uji kecocokan Chi-Kuadrat dipresentasikan dalam Tabel 13.

Dimana berdasarkan hasil analisa diatas, diperoleh nilai X hitung sebesar

60

11.231% dimana nilai ini lebih besar daripada Xcr 5%, dengan demikian

dapat diinterpretasikan bahwa distribusi yang digunakan dapat diterima.

Tabel 13.Hasil uji Chi-Kuadrat

Jumlah kelas

G = 1 + 3,322 * Log n

G = 4,70051982

G = 5

Derajat kebebasan

DK = G R- 1

DK = 2,7

Nilai harapan

Ei = n / G

Ei = 2,6

Interval kelas = 0,12

No Px Ei Oi EiOi (EiOi)2 (EiOi)2/Ei

1 1,672 - 1,793 2,60 2,00 0,60 0,36 0,138

2 1,793 - 1,913 2,60 0,00 2,60 6,76 2,600

3 1,913 - 2,033 2,60 7,00 -4,40 19,36 7,446

4 2,033 - 2,154 2,60 1,00 1,60 2,56 0,985

5 2,154 - 2,274 2,60 3,00 -0,40 0,16 0,062

13 `13 0 29,2 11,231

b. Uji Smirnov-Kolmogorov.

Hasil uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov ditunjukkan dalam Tabel

14. Dimana berdasarkan hasil analisa diatas, diperoleh nilai Dmax

sebesar 0,155.

61

Tabel 14. Hasil uji Smirnov-Kolmogorov Tahun X M Px P(x

62

oleh curah hujan rancangan harian (R24) dari hasil analisa dengan model

Log Pearson III ditentukan dengan menggunakan persamaan Mononobe,

dimana hasil intensitas curah hujan selama 3 jam diperlihatkan pada

Gambar 10.

Gambar 10. Grafik intensitas curah hujan

Curah hujan yang digunakan dalam perhitungan debit ini adalah

curah hujan periode ulang 1 tahun sehingga berdasarkan model Log

Pearson III diperoleh bahwa curah hujan dengan T=1 adalah 39.02 mm,

dengan demikian hasil perhitungan debit pada masing-masing sub-DAS

ditunjukkan pada Tabel 15.

-

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

- 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00

Inte

nsi

tas

(mm

/jam

)

Waktu (menit)

I = 2 Tahun

I = 5 Tahun

I = 10 Tahun

I = 25 Tahun

I = 50 Tahun

I = 100 Tahun

63

Tabel 15. Analisa debit limpasan akibat curah hujan periodeulang1tahun dengan mtode rasional modifikasi

Sub DAS Luas DAS

(Km)

Kemiringan

Lahan (%)

Kemiringan

Saluran (%)

Jenis

Lahan TO TD

TC

(menit) CS TC (jam)

I

(mm/jam)

Debit

Limpasan

1 12.49 0.38 0.07 0.03 2.41 0.04 2.45 0.99 0.04 116.00 11.99

2 18.51 0.24 0.05 0.42 62.79 0.13 62.91 1.00 1.05 13.32 28.76

3 10.03 0.31 0.06 0.03 2.47 0.03 2.50 0.99 0.04 114.48 9.52

4 8.56 0.36 0.01 0.06 4.07 0.12 4.19 0.99 0.07 81.10 11.41

5 5.86 0.42 0.02 0.20 10.86 0.03 10.89 1.00 0.18 42.88 13.95

6 12.41 0.23 0.07 0.11 13.51 0.06 13.57 1.00 0.23 37.04 14.03

7 0.32 0.27 0.03 0.03 0.46 0.01 0.47 0.99 0.01 349.11 0.91

8 14.22 0.43 0.05 0.22 19.04 0.06 19.10 1.00 0.32 29.49 25.61

9 0.23 0.04 0.00 0.34 10.72 0.03 10.76 1.00 0.18 43.24 0.94

10 16.63 0.19 0.00 0.24 32.42 0.22 32.64 1.00 0.54 20.63 22.81

11 0.70 0.14 0.00 0.42 16.12 0.10 16.22 1.00 0.27 32.88 2.66

12 0.16 0.27 0.07 0.43 3.45 0.01 3.46 1.00 0.06 92.12 1.80

13 0.33 0.31 0.01 0.03 0.36 0.03 0.39 0.97 0.01 395.56 1.05

14 12.84 0.22 0.01 0.14 15.42 0.24 15.66 0.99 0.26 33.67 16.70

15 15.61 0.34 0.01 0.03 2.78 0.23 3.02 0.96 0.05 100.94 12.65

16 13.50 0.37 0.05 0.06 5.42 0.10 5.51 0.99 0.09 67.51 15.07

17 6.06 0.33 0.02 0.03 1.78 0.03 1.81 0.99 0.03 141.85 7.12

18 1.75 0.28 0.02 0.03 0.88 0.04 0.92 0.98 0.02 223.30 3.20

19 2.09 0.22 0.01 0.03 1.33 0.04 1.37 0.99 0.02 170.87 2.94

20 4.54 0.24 0.01 0.03 2.27 0.09 2.36 0.98 0.04 119.01 4.42

21 7.31 0.26 0.03 0.03 2.12 0.04 2.16 0.99 0.04 126.00 7.60

22 15.95 0.37 0.02 0.03 2.68 0.12 2.80 0.98 0.05 106.05 13.81

23 32.47 0.40 0.03 0.03 3.58 0.16 3.73 0.98 0.06 87.57 23.23

64

C. Analisa Sedimen dengan metode MUSLE

1. Indeks erosivitas hujan (R)

Komputasi nilai R terus dilakukan seterusnya sampai bulan

desember selama 13 tahun (data yang diperoleh) untuk pada tiap-tiap Sub

DAS Opiyang. Nilai ini yang kemudian menjadi faktor penggerak yang

digunakan untuk memperhitungkan volume sediment yield yang terjadi

pada masing-msing sub-DAS.

Nilai indeks erosivitas hujan ini adalah untuk menilai kemampuan

potensial hujan untuk mengerosikan tanah. Indeks erosivitas hujan

dinyatakan dalam bentuk = 11,8. (Vo. Qp), sehingga berdasarkan

hasil analisa maka indeks erosivitas limpasan permukaan pada bulan

januari 2012 pada 23 sub-DAS Opiyang dipresentasikan pada Tabel 16.

Adapun perhitungan untuk bulan-bulan lainnya pada setiap tahun

pengamatan dapat dilihat pada lampiran.

Besaran nilai indeks limpasan permukaan (Rw) ini sangat

tergantung pada intensitas curah hujan yang terjadi pada sebuah daerah

aliran sungai seperti pada Tabel 16.

65

Tabel 16. Hasil analisa indeks erosivitas (Rw) untuk bulan Januari 2012.

Sub

DAS

Debit

Limpasan MS RD pB Et_Eo Rc Ro

Curah

Hujan

Bulanan

Vo Rw

1 11.991 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 370.80

2 28.761 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 605.20

3 9.518 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 325.81

4 11.408 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 360.59

5 13.947 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 403.53

6 14.026 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 404.82

7 0.911 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 87.58

8 25.612 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 567.16

9 0.940 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 89.08

10 22.809 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 531.51

11 2.661 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 159.60

12 1.797 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 128.10

13 1.047 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 94.66

14 16.701 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 446.38

15 12.650 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 10.08 241.90 39.34 382.07

16 15.072 0.15 0.10 1.40 0.76 18.31 1