Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ANALISIS SEDIMEN PADADAERAH ALIRAN SUNGAI PLTA WAY
BESAI DENGAN METODE USLE(UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION)
(Skripsi)
Oleh
FITRIYYA RAHMAWATI
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG2018
ABSTRACT
SEDIMENT ANALYSIS ONRIVER AREA OF PLTA WAY BESAI WITH
USLE METHOD (UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION)
OLEH
FITRIYA RAHMAWATI
The Way Besai Hydroelectric Power Plant (PLTA) uses surface runoff located onthe Way Besai River, Sumber Jaya District, Lampung Barat Regency, LampungProvince, Indonesia. Way Besai hydropower has a function as a source of electricpower or known as the Way Besai Hydroelectric Power Plant (PLTA) in helpingthe electricity needs of the people in the area. The supply of Way Besaihydropower water is affected by the availability of water in the river. Theavailability of surface water is very dependent on the management of the origin ofthe water, namely the river which is one of the surface water that needs to bemanaged. The rivers are incorporated in a watershed. The Way Besai watershed ismostly surrounded by mountains that cause erosion, resulting in a buildup of soil /sediment particles. Because sedimentation at the dam door will affect theavailability of water in the Way Besai hydropower plant, a study of sedimentanalysis was carried out on the Way Besai River Basin.
The location of this study was carried out in the river catchment area of theWatershed Way Besai, Tulang Bawang watershed, West Lampung Regency. Thedata needed during this study are the boundaries of the Way Besai catchmentwatershed, land use data and soil types in the Way Besai watershed catchmentarea. The methods that will be used in this study are using parametric predictionmodels using the Universal Soil Loss Equation (USLE) approach for analysis oferosion and assisted by GIS software.
From the results of the sedimentation analysis using the USLE method, it can beseen that the erosion size of Way Besai watershed catchment area is 305.03 tons /ha / year which is classified as Level IV Erosion or Heavy Hazard Class and largesedimentation of Way Besai watershed catchment area is 165,079.13 tons / year .
Key words : watershed, sedimentation, Way Semaka, Way Semung, USLE method
ABSTRAK
ANALISIS SEDIMEN PADADAERAH ALIRAN SUNGAI PLTA WAY BESAI
DENGAN METODE USLE (UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION)
OLEH
FITRIYA RAHMAWATI
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Way Besai menggunakan aliranpermukaan yang terletak di Sungai Way Besai, Kecamatan Sumber Jaya,Kabupaten Lampung Barat, Provinsi Lampung, Indonesia. PLTA Way Besaimempunyai fungsi sebagai sumber tenaga listrik atau dikenal sebagaiPembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Way Besai dalam membantu kebutuhanlistrik masyarakat di daerah tersebut. Penyediaan air PLTA Way Besaidipengaruhi oleh ketersediaan air di sungai tersebut. Ketersediaan air permukaansangat bergantung pada pengelolaan asal air tersebut, yaitu sungai yangmerupakan salah satu air permukaan yang perlu dikelola. Sungai - sungai tersebuttergabung dalam suatu daerah aliran sungai (DAS). DAS Way Besai sebagianbesar dikelilingi oleh pegunungan yang menyebabkan erosi sehingga terjadipenumpukan partikel tanah / sedimen. Karena pengendapan (sedimentasi) dipintu bendungan akan berpengaruh pada ketersediaan air di PLTA Way Besai,maka dilakukan studi mengenai analisis sedimen yang dilakukan pada DaerahAliran Sungai (DAS) Way Besai.
Lokasi penelitian ini dilakukan pada daerah aliran tangkapan sungai SUB DAS(Daerah Aliran Sungai) Way Besai , DAS Tulang Bawang, Kabupaten LampungBarat. Data yang diperlukan selama penelitian ini adalah batasan daerangtangkapan DAS Way Besai, data tata guna lahan dan jenis tanah pada daerahtangkapan sungai DAS Way Besai . Metode yang akan digunakan dalampenelitian ini yaitu menggunakan model prediksi parametrik dengan pendekatanUniversal Soil Loss Equation (USLE) untuk analisis erosinya dan dibantuperangkat lunak GIS.
Dari hasil analisis sedimentasi dengan metode USLE dapat diketahui bahwabesarnya erosi daerah tangkapan DAS Way Besai adalah 305,03 ton/ha/th yangtergolong dalam Kelas Bahaya Erosi tingkat IV atau Berat dan besar sedimentasidaerah tangkapan DAS Way Besai adalah 165.079,13 ton/th.
Kata kunci : DAS, sedimentasi, Way Besai, metode USLE
ANALISIS SEDIMEN PADADAERAH ALIRAN SUNGAI PLTA WAY BESAI
DENGAN METODE USLE(UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION)
Oleh
FITRIYA RAHMAWATI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik SipilFakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG2018
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 8 Maret
1994. Merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan
Bapak Suratno dan Ibu Setyani.
Penulis memulai jenjang pendidikan dari Taman Kanak-kanak Pertiwi pada tahun
1999, pada tahun 2000 memasuki sekolah dasar di SD Kartika Jaya II-5.
Kemudian pada tahun 2006 melanjutkan jenjang pendidikan di Sekolah Menengah
Pertama Negeri 4 Bandar Lampung. Kemudian dilanjutkan SMA Darma Bangsa
pada tahun 2009 dan lulus pada tahun 2012.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri
(SMPTN) pada tahun 2012. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi
Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS UNILA) 2012.
Pada tahun 2015 penulis melakukan Kerja Praktik pada Proyek pembangunan
Jembatan Fly Over Jl.Kimaja – Jl. Ratu Dibalau selama 3 bulan.
Kupersembahkan karya kecil dan sederhana ini untukmewakili rasa sayang dan pengabdianku kepada kedua
orang tuaku Ayahanda Suratno Djojosuwiryo dan Ibundatercinta Sri Setyani
Kakak–kakakku yang senantiasa menantikankeberhasilanku.
Sahabat-sahabatku yang telah memberikan dukungandan motivasi
Dan
Almamater tercinta.
MOTTO
Setiap pencarian dimulai dengan keberuntungan bagi
si pemula dan diakhiri dengan ujian bagi si pemenang.
Seperti pepatah bahwa saati-saat paling gelap dimalam
hari adalah saat-saat menjelang fajar
(Paulo Coelho)
Ketahuilah, sumber kekuatan terbaik adalah yang
sering disebut dengan tekad, kehendak. Maka kehendak
yang besar bahkan lebih kuat dibandingkan kekuatan
itu sendiri
(Av – Bumi)
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ANALISIS SEDIMEN
PADA DAERAH SUNGAI PLTA WAY BESAI DENGAN METODE USLE
(UNIVERSAL SOIL LOSS EQUATION)”.
Dalam penyusunan skripsi ini tentu tidak terlepas dari bantuan, dorongan dan
saran-saran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.sc. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M. Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
3. Bapak Dwi Jokowinarno, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing I, atas
pemberian judul serta kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan
bantuan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Dr. Dyah Indriana.K., S.T, MSc, selaku dosen pembimbing II, yang telah
banyak memberikan bimbingan, masukan dan saran-saran dalam proses
penyelesaian skripsi ini.
xi
5. Bapak Dr. EndroPrasetyo W, S.T., M.Sc, selaku dosen penguji atas
kesempatannya untuk menguji sekaligus membimbing penulis dalam seminar
skripsi
6. Ibu Ir. Laksmi Irianti, M.T.,selaku dosen Pembimbing Akademis.
7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.
8. Ayah dan Ibu atas dukungan, semangat serta doa yang tidak henti-hentinya
mereka panjatkan untuk kesuksesanku.
9. Kakak-kakakku, Wijoyo Tunjung .C, Diah Mutia, Ratna Desi .A dan Agung
Sugiri yang selalu mengingatkan untuk segera lulus.
10. Sahabat-sahabat yang selalu memberikan dukungan dan semangat, Mutya
Nivitha, Wardatul Aini Putri, Hasna Nurafifa, Rahmi Diah Adhitya, Setiana,
Zaina Khoerunnisa, Yogi Alexander, Rahmat Effendi, Reno R Rinaldi, Novi
Nanda dan Irma Fajrita.
11. Bocil-bocil yang membantu dikala susah dan menghibur dikala lara. Terima
kasih untuk kebersamaan yang walaupun singkat tapi begitu intens.
Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satupersatu yang telah membantu
dan memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis berharap
semoga Allah membalas segala kebaikan mereka dan semoga skripsi ini
bermanfaat bagi kita semua.
Bandar Lampung, November 2018Penulis
Fitriya Rahmawati
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 4
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................ 4
1.4 Batasan Masalah ................................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sungai ................................................................................................. 5
2.2 Hidrologi ............................................................................................. 5
2.2.1 Siklus Hidrologi ....................................................................... 6
2.2.2 Analisis Hidrologi ................................................................... 8
2.2.2.1 Curah Hujan Kawasan ............................................................ 9
2.2.2.2 Analisis Statistik ....................................................................... 14
2.2.2.3 Analissi Frekuensi ..................................................................... 17
2.2.2.4 Uji Distribusi Probabilitas ......................................................... 19
2.3 Sedimentasi ......................................................................................... 21
2.3.1 Angkutan Sedimen ................................................................... 22
2.3.2 Sifat – Sifat Material Sedimen ................................................. 24
2.3.3 Proses Sedimentasi .................................................................... 25
2.3.4 Faktor yang Mempengaruhi Sedimentasi .................................. 26
2.4 Erosi .................................................................................................... 26
2.4.1 Proses Terjadinya Erosi .......................................................... 27
2.4.2 Dampak Erosi ......................................................................... 28
2.4.3 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Erosi ............................ 29
2.4.4 Pengaruh Erosi Tanah Terhadap Kesuburan Tanah ............... 30
2.5 Sistem Informasi Geografis (SIG) ....................................................... 30
2.6 Analisis Tingkat Bahaya Erosi ............................................................ 32
2.6.1 Metoda USLE ............................................................................ 32
2.6.2 Indeks Erosivitas Hujan (R) .................................................... 34
2.6.3 Indeks Erodibilitas Lahan (K) ................................................. 34
2.6.4 Indeks Panjang dan Kemiring (Ls) .......................................... 36
iii
2.6.5 Indeks Pengelolaan Tanaman (C) ........................................... 37
2.6.6 Indeks Konservasi Lahan (P) ................................................... 38
2.7 Analisis Prakiraan Besarnya Sedimentasi .......................................... 39
2.7.1 Sediment Delivery Ratio (SDR) .............................................. 40
2.8 Kajian Studi terdahulu mengenai tingkat sedimentasi dengan metode
Universal Soil Loss Equation (USLE) ................................................... 40
III. METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian ................................................................................. 41
3.2 Data yang Digunakan .......................................................................... 42
3.3 Langkah Pekerejaan ............................................................................ 42
3.3.1 Pengumpulan Data ........................................................................ 42
3.3.2 Analisis Hidrologi ........................................................................ 42
3.3.3 Tahapan Analisis Data Spasial ..................................................... 43
3.3.4 Analisis Prakiraan Besarnya Erosi ............................................... 43
3.3.5 Analisis Prakiraan Besarnya Sedimentasi .................................... 46
3.4 Bagan Alir Penelitian ............................................................................ 47
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Besarnya Sedimen .................................................................. 48
4.1.1 Indeks Erosivitas Hujan (R) ........................................................ 48
4.1.2 Indeks Erodibilitas Lahan (K) ..................................................... 50
4.1.3 Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) ............................ 54
4.1.4 Indeks Pengelolaan Tanaman (C) ................................................ 55
4.1.5 Indeks Konservasi Lahan (P) ....................................................... 58
4.1.6 Perhitungan Tingkat Bahaya Erosi .............................................. 59
4.2 Analisis Prakiraan Besarnya Sedimentasi ............................................. 60
4.2.1 Sediment Delivery ratio (SDR) .................................................... 61
4.2.2 Perhitungan Besarnya nilai Hasil Sedimentasi ....................... 62
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ............................................................................................... 64
5.2 Saran ...................................................................................................... 64
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman1. Parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis Distribusi ............................ 16 16
2. Ukuran sedimen ............................................................................................ 24
3. Kelas tingkat bahaya erosi ........................................................................... 33
4. Nilai M untuk beberapa kelas tekstur tanah – M (HAMMER 1978) .......... 35
5. Nilai Faktor Erodibilitas Tanah ......................................................................34
6. Klasifikasi Kelas Erodibilitas Tanah ..............................................................36
7. Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng LS (Hammer, 1980) ..................... 37
8. Nilai Koefisien C Berdasarkan Pengunaan Lahan........................................ 37
9. Nilai Indeks Konservasi Lahan (P) Das Way Besai .......................................38
10. Nilai Hasil Indeks Erosivitas Hujan (R) Daerah Studi ................................ 49
11. Nilai K.......................................................................................................... 52
12. Luas dan Jenis - Jenis Tanah ....................................................................... 53
13. Nilai Indeks Erodibilitas Lahan (K) Pada Catchment Area DAS Way
Besai............................................................................................................ 53
14. Nilai Indeks dan Panjang Kemiringan Lereng (LS) Pada Catchment Area
DAS Way Besai ......................................................................................... 55
15. Nilai C Tiap Jenis Tutupan Lahan ............................................................... 57
16. Luas dan Jenis Tutupan Lahan..................................................................... 57
17. Indeks Pengelolaan Tanaman C Pada Catchment Area DAS Way Besai ... 58
18. Nilai P Tiap Jenis Tutupan Lahan................................................................ 59
19. Nilai Indeks Konservasi Lahan P Pada Catchment Area DAS Way Besai.. 59
20. Besarnya Nilai Erosi Pada Catchment Area DAS Way Besai .................... 60
21. Perhitungan Nilai SDR Catchment Area DAS Way Besai.......................... 61
22. Perhitungan Nilai Sedimentasi Catchment Area Das Way Besai .............. 62
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman1. Siklus Hidrologi......................................................................................... 7
2. Pengukuran Tinggi Curah Hujan Metode Poligon Thiessen ..................... 11
3. Pengukuran Hujan Metode Isohiet ............................................................ 13
4. Ragram Gerakan Sedimen Dalam Media Cair .......................................... 23
5. Siklus Terjadinya Sedimen...........................................................................25
6. Peta Lokasi Penelitian ..................................................................................41
7. Bagan alir .....................................................................................................47
8. Das Tulang Bawang .....................................................................................51
9. Das Way Besai .............................................................................................51
10. Jenis – jenis Tanah Pada Das Way Besai.....................................................52
11. Digital Elevation Model (DEM) Das Way Besai........................................54
12. Kemiringan Lereng Das Way Besai .............................................................55
13. Gambar Tutpan lahan Das Tulang Bawang..................................................56
14. Tutupan Lahan Pada Das Way Besai ...........................................................56
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Way Besai menggunakan aliran
permukaan yang terletak di Sungai Way Besai, Kecamatan Sumber Jaya,
Kabupaten Lampung Barat, Provinsi Lampung, Indonesia. PLTA Way
Besai yang berjarak 200 km dari Kota Bandar Lampung mempunyai
fungsi sebagai sumber tenaga listrik atau dikenal sebagai Pembangkit
Listrik Tenaga Air (PLTA) Way Besai dalam membantu kebutuhan listrik
masyarakat, mengurangi pemakaian bahan bakar minyak, dan berfungsi
menerangi rumah-rumah dan tempat-tempat pos penjagaan di jalan-jalan.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Way Besai memiliki kapasitas 2
X 45 Mega Watt.
Penyediaan air PLTA Way Besai dipengaruhi oleh ketersediaan air di
sungai tersebut. Ketersediaan air permukaan sangat bergantung pada
pengelolaan asal air tersebut, yaitu sungai yang merupakan salah satu air
permukaan yang perlu dikelola. Sungai - sungai tersebut tergabung dalam
suatu daerah aliran sungai (DAS).
Daerah aliran sungai secara umum dapat didefinisikan sebagai suatau
kawasan atau wilayah yang dibatasi pegunungan, yang dapat menerima,
2
mengumpulkan air hujan, sedimen, dan unsur hara serta mengalirkannya
melalui anak-anak sungai yang akhirnya keluar pada sungai utama (laut atau
danau). PLTA Way Besai terletak di DAS Way Besai. Sebagian besar
DAS dikelilingi oleh pegunungan menyebabkan erosi sehingga terjadi
penumpukan partikel tanah / sedimen.
Sedimen, menurut Sitanala Arsyad (1989) adalah tanah dan bagian–bagian
tanah yang terangkut dari suatu tempat yang tererosi. Sedangkan proses
sedimentasi adalah sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi yang terbawa
oleh aliran dan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan airnya lebih
kecil dibandingkan kecepatan endap. Salah satu penyumbang sedimentasi di
daerah hulu Way Besai adalah karena perubahan penggunaan lahan antara
lain perubahan penggunaan lahan yang berdampak pada rusaknya
keseimbangan tata air Daerah Aliran Sungai (DAS) Way Besai yakni
kebutuhan air yang meningkat seiring bertambahnya jumlah penduduk dan
peningkatan aktifitas ekonomi masyarakat. DAS Way Besai mempunyai
peranan penting dalam penyediaan sumber daya air ke wilayah sekitarnya
sehingga perlu dipertahankan fungsinya (Ashadi Maryanto et al., 2014).
Selain itu, konversi hutan dari 60% pada tahun 1970 menjadi 12% pada
tahun 2000 menjadi kebun kopi menyebabkan penurunan fungi penutupan
hutan, kerusakan keragaman hayati, dan menurunkan kualitas fungsi DAS
(Burno Verbist et al., 2004). Sedimen sebagai hasil dari proses erosi banyak
memberikan dampak, antara lain:
3
1. Pengendapan di dasar sungai dan menyebabkan naiknya dasar sungai,
kemudian menyebabkan naiknya muka air sehingga berakibat terjadi
banjir.
2. Saluran irigasi atau saluran pelayaran jika dialiri air konsentrasi
sedimennya akan berpotensi tinggi terjadi pengendapan sedimen di
saluran.
3. Pengendapan sedimen di waduk akan menyebabkan berkurangnya
volume tampungan efektif.
4. Pengendapan di bendung atau di pintu-pintu air akan
menyebabkan kesulitan dalam mengoperasikan pintu-pintunya. Juga
karena pembentukan pulau-pulau pasir (sand bars) di sebelah hulu
bendung mengganggu aliran air lewat bendung atau pintu air.
Karena pengendapan (sedimentasi) di pintu bendungan akan berpengaruh
pada ketersediaan air di PLTA Way Besai, maka dilakukan studi mengenai
analisis sedimen yang dilakukan pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Way
Besai dengan menggunakan lokasi di Way Petai sebagai titik kontrolnya.
Metode perhitungan sedimentasi di daerah tangkapan sungai Way Besai
menggunakan metode Universal Soil Loss Equation (USLE) dan alat bantu
perangkat lunak Geographic Information System (GIS). Metode Universal
Soil Loss Equation (USLE) digunakan dalam menganalisis perkiraan
besarnya erosi. Sedangkan alat bantu perangkat lunak Geographic
Information System (GIS) digunakan untuk menganalisis data spasial seperti
memproyeksikan letak geografis, data spasial sungai, kelerengan, dan
sebagainya.
4
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana tingkat
sedimentasi yang terjadi pada daerah tangkapan DAS Way Besai dengan
metode Universal Soil Loss Equation (USLE).
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain :
1. Mengetahui tingkat bahaya erosi yang terjadi pada daerah penelitian.
2. Mengetahui jumlah angkutan sedimen dengan metode Universal Soil
Loss Equation (USLE).
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menggunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation)
dalam menganalisis perkiraan besarnya erosi.
2. Menggunakan alat bantu perangkat lunak GIS (Geographic Information
System) untuk melakukan analisis spasial.
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan memiliki manfaat sebagai berikut:
1. Dapat mengetahui seberapa besar angkutan sedimen yang terjadi pada
daerah tangkapan DAS Way Besai.
2. Memberi masukan dalam pengelolaan dan pengembangan bendungan
khususnya berkaitan dengan sedimentasi.
5
II. TINJAUANPUSTAKA
2.1 Sungai
Sungai adalah saluran alamiah dipermukaan bumi yang menampung dan
menyalurkan air hujan dari daerah yang tinggi ke daerah yang lebih rendah
dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Arus air di daerah yang tinggi
atau biasa disebut dengan daerah hulu sungai biasanya lebih deras
dibandingkan dengan arus sungai di bagian yang lebih rendah atau biasa
disebut dengan daerah hilir sungai. Di dalam aliran air terdapat material –
material sedimen yang berasal dari proses erosi yang terbawa oleh aliran air
dan dapat menyebabkan terjadinya pendangkalan akibat sedimentasi dimana
aliran air tersebut akan bermuara yaitu di danau atau di laut. Sedimen yang
dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh aliran air akan diendapkan
pada suatu tempat yang kecepatan alirannya melambat atau terhenti.
Peristiwa pengendapan ini dikenal dengan peristiwa atau proses sedimentasi
(Astika Murni Lubis, 2016).
2.2 Hidrologi
Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air di bumi, baik mengenai
terjadinya, peredaran dan penyebarannya, sifat-sifatnya dan hubungan
dngan lingkungan terutama dengan makhluk hidup (Bambang Triatmodjo,
6
2008). Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode
ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana
untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain bendung, bendungan dan
jembatan.
2.2.1 Siklus Hidrologi
Siklus Hidrologi adalah peristiwa alam di mana air berputar pada siklus
tertentu yaitu air dari bumi naik ke permukaan bumi akibat penguapan yang
disebabkan karena cahaya matahari, dan pada akhirnya air yang ada di atas
pemukaan bumi akan turun kembali ke bumi dalam bentuk hujan dan
embun, dalam proses perputaran tersebut air mengalami beberapa perubahan
wujud seperti meguap, mengembun dan mencair, siklus hidrologi sangat
berpengaruh dalam perubahan iklim atau cuaca yang terjadi di alam oleh
sebab itu jika siklus hidrologi terganggu maka iklim di alam juga akan
terganggu dan tidak bisa diprediksi lagi.
Air naik ke udara dari permukaan laut atau dari daratan melalui evaporasi.
Air di atmosfer dalam bentuk uap air atau awan bergerak di atas benua dan
dipanaskan oleh radiasi tanah. Panas membuat uap air lebih naik lagi
sehingga cukup tinggi/dingin untuk terjadi kondensasi.
Uap air berubah jadi embun dan seterusnya jadi hujan atau salju. Air turun
ke bumi berupa air hujan, ke daratan atau langsung ke laut. Air yang tiba di
daratan kemudian mengalir di atas permukaan sebagai sungai, terus kembali
ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir di atas permukaan
sebagai sungai, terus kembali ke laut melengkapi siklus air. Sebagian dari
7
air hujan yang turun dari awan menguap sebelum tiba di permukaan bumi,
sebagian lagi jatuh di atas daun tumbuh-tumbuhan (intercception) dan
menguap dari permukaan daun-daun. Air yang tiba di tanah dapat mengalir
terus ke laut, namun ada juga yang meresap dulu ke dalam tanah
(infiltration) dan sampai ke lapisan batuan sebagai air tanah. Sebagian dari
air tanah dihisap oleh tumbuh-tumbuhan melalui daun-daunan lalu
menguapkan airnya ke udara (transpiration). Air yang mengalir di atas
permukaan menuju sungai kemungkinan tertahan di kolam, selokan, dan
sebagainya (surface detention), ada juga yang sementara tersimpan di
danau, tetapi kemudian menguap atau sebaliknya, sebagian air mengalir di
atas permukaan tanah melalui parit, sungai, hingga menuju ke laut ( surface
run off ), sebagian lagi infiltrasi ke dasar danau-danau dan bergabung di
dalam tanah sebagai air tanah yang pada akhirnya ke luar sebagai mata air.
Gambar dibawah adalah sketsa gambaran silus hidrologi secara sederhana
dimana komponen-komponen utama yang terlibat dalam siklus hidrologi
adalah air, awan, matahari, hutan, dan lain sebagainya. (lihat Gambar 1).
Gambar 1. Siklus Hidrologi
8
Menurut Wiersum (1979) selama siklus atau sub siklus hidrologi maka air
akan mempengaruhi kondisi lingkungan baik secara fisik, kimia ataupun
biologi. Efek fisik akan terlihat selama proses gerakan air sehingga
menimbulkan erosi pada bagian hulu dan sedimentasi pada bagian hilir.
Efek kimia terlihat setelah proses kimiawi antara air yang mengandung
bahan larutan tertentu dengan kimia batuan sehingga batuan tersebut
terlapukkan, sedangkan efek biologi terutama sebagai media transport bagi
perpindahan binatang karang serta media bagi pertumbuhan tanaman.
2.2.2 Analisis Hidrologi
Analisis hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai
fenomena hidrologi. Fenomena hidrologi seperti besarnya curah hujan,
temperatur, penguapan, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, debit
sungai, tinggi muka air, akan selalu berubah menurut waktu. Untuk suatu
tujuan tertentu data - data hidrologi dapat dikumpulkan, dihitung, disajikan,
dan ditafsirkan dengan menggunkan prosedur tertentu.
Tujuan dari analisis frekuensi data hidrologi adalah mencari hubungan
antara besarnya kejadian ekstrim terhadap frekuensi kejadian dengan
menggunakan disribusi probabilitas. Analisis frekuensi dapat diterapkan
untuk data debit sungai maupun data hujan. Data yang digunakan adalah
data debit atau hujan maksimum tahunan, yaitu data terbesar yang terjadi
selama satu tahun yang terukur selama beberapa tahun. (Bambang
Triatmodjo, 2008).
9
2.2.2.1 Curah Hujan Kawasan
Hujan kawasan (Areal Rainfall) merupakan hujan rerata yang terjadi dalam
daerah tangkapan hujan di suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) (Arba
Darojat, 2013). Di dalam suatu DAS biasanya terdapat satu atau beberapa
stasiun curah hujan yang jatuh. Suatu DAS yang ideal akan mempunyai
beberapa stasiun pencatat curah hujan untuk mengatisipasi keragaman
curah hujan yang jatuh. Dalam perhitungan untuk debit, curah hujan yang
jatuh biasanya dirata - rata bertujuan untuk mempermudah proses
perhitungan. Ada tiga metode yang umum digunakan dalam perhitungan
hujan rata-rata suatu kawasan, yaitu:
1 Metode Aritmatik
Metode aritmatik adalah metode yang paling sederhana dari ketiga metode
perhitungan hujan rata-rata suatu kawasan. Metode aritmatik dilakukan
dengan menjumlahkan seluruh data hujan harian di masing-masing stasiun.
Dalam penelitian ini digunakan Metode Rata-rata Aljabar (mean aritmatic
method), dengan persamaan sebahai berikut:
R = R1+ R2 + R3 .................................................................................. ........ (1)n
Dimana :
R = Hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm)
R1, R2 ,R3,........ Rn = Hujan yang tercatat di stasiun 1 sampai stasiun n
pada hari yang sama (mm)
n = Jumlah stasiun hujan
10
Metode ini akan memberikan hasil yang dapat dipercaya jika stasiun-stasiun
penakarnya ditempatkan secara merata di areal tersebut, dan hasil penakaran
masing-masing stasiun tidak menyimpang jauh dari nilai rata-rata seluruh
stasiun diseluruh areal.
2 Metode Poligon Thiessen
Jika titik-titik stasiun dalam daerah pengamatan tidak tersebar merata, maka
perhitungan curah hujan rata-rata itu dilakukan dengan memperhitungkan
daerah pengaruh tiap titik stasiun. Pembentukan poligon thiessen adalah
sebagai berikut :
a. Stasiun-stasiun hujan digambarkan pada peta DAS yang ditinjau,
termasuk stasiun hujan di luar DAS yang berdekatan, seperti ditunjukkan
dalam Gambar 2
b. Stasiun-stasiun tersebut dihubungkan dengan garis lurus (garis terputus)
sehingga membentuk segitiga-segitiga, yang sebaiknya mempunyai sisi
dengan panjang yang kira-kira sama.
c. Dibuat garis berat pada sisi-sisi segitiga seperti ditunjukkan dengan
garis penuh pada Gambar 2.
d. Garis-garis berat tersebut membentuk poligon yang mengelilingi tiap
stasiun. Tiap stasiun mewakili luasan yang dibentuk oleh poligon. Untuk
stasiun yang berada di dekat batas DAS, garis batas DAS membentuk batas
tertutup dari poligon.
e. Luas tiap poligon diukur dan kemudian dikalikan dengan kedalaman
hujan di stasiun yang berada di dalam poligon.
11
f. Jumlah dari hitungan pada butir e untuk semua stasiun dibagi dengan
luas daerah yang ditinjau menghasilkan hujan rerata daerah tersebut, yang
dalam bentuk matematik mempunyai bentuk berikut ini.
Gambar 2. Pengukuran Tinggi Curah Hujan Metode Poligon Thiessen
Perhitungan poligon Thiessen adalah sebagai berikut :
Dengan:P = ( . ) ( . ) ⋯ ( . )…….....................……………………........ (2)
Dimana :
P = Hujan rerata kawasan
P1,P2….Pn = Hujan pada stasiun 1,2,3,..n
A1,A2,…An = Luas daerah stasiun 1,2,3..n
Metode Poligon Thiessen ini banyak digunakan untuk menghitung rerata
kawasan. Poligon Thiessen adalah tetap untuk suatu jaringan stasiun hujan
tertentu. Apabila terdapat perubahan jaringan stasiun hujan, seperti
pemindahan atau penambahan stasiun, maka harus dibuat lagi Poligon
Thiessen yang baru.
12
3 Metode Isohyet
Isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman
hujan yang sama. Pada metode Isohiet, dianggap bahwa hujan pada suatu
daerah diantara dua garis Isohiet adalah merata dan sama dengan nilai rerata
dari kedua garis isohiet tersebut. Pembuatan garis Isohiet dilakukan dengan
prosedur berikut ini (Gambar 2.2):
a. Lokasi stasiun hujan dan kedalaman hujan digambarkan pada peta
daerah yang ditinjau.
b. Dari nilai kedalaman hujan di stasiun yang berdampingan dibuat
interpolasi dengan pertambahan nilai yang ditetapkan.
c. Dibuat kurva yang menghubungkan titik-titik interpolasi yang
mempunyai kedalaman hujan yang sama. Ketelitian tergantung pada
pembuatan garis Isohiet dan intervalnya.
d. Diukur luas daerah antara dua isohiet yang berurutan dan kemudian
dikalikan dengan nilai rerata dari nilai kedua garis isohiet.
e. Jumlah dari hitungan pada butir d untuk seluruh garis Isohiet dibagi
dengan luas daerah yang ditinjau menghasilkan kedalaman hujan
rerata daerah tersebut.
13
Gambar 3. Pengukuran Hujan Metode Isohiet
Secara matematis hujan rerata tersebut dapat ditulis :
P = ⋯ ( )⋯ ……….......………………….......................(3)
Dengan:
P = hujan rerata kawasan
I1, I2 ,…., In = garis isohiet ke 1,2,3,…n, n+1
A1, A2,…,A3 = luas daerah yang dibatasi oleh garis isohietke 1 dan
2, 2 dan 3,…, n dan n+1
14
2.2.2.2 Analisis Statistik
Dalam menganilisa data hidrologi seperti data hujan dan data debit,
seseorang harus menguasai perhitungan dasar stastitik. Perhitungan-
perhitungan tersebut meliputi :
1 Perhitungan Nilai Rata-Rata ( X )
Nilai rerata merupakan nilai yang dianggap cukup representative dalam
suatu distribusi. Nilai rata-rata tersebut dianggap sebagai nilai sentral dan
dapat dipergunakan untuk pengukuran sebuah distribusi.
n
xX .....................................................................................................(4)
Dimana :
X = Nilai rata-rata
n = Jumlah data
2 Perhitungan Standar Deviasi (Std(x))
Umumnya ukuran dispersi yang paling banyak digunakan adalah deviasi
standar (standard deviation). Apabila penyebaran data sangat besar terhadap
nilai rata-rata maka nilai deviasi standar (S) akan besar pula, akan tetapi
apabila penyebaran data sangat kecil terhadap nilai rata-rata maka (S) akan
kecil.
Std (x) = 1
1
2
n
XXn
ii
.......................................................................(5)
15
Dimana :
Std (x) = Standar deviasi
X = Nilai rata-rata
n = Jumlah data
3 Perhitungan Koefisien Kemencangan Atau Skewness (Cs)
Kemencengan (skewness) adalah suatu nilai yang menunjukan derajat
ketidaksimetrisan (asymmetry) dari suatu bentuk distribusi. Apabila suatu
kurva frekuensi dari suatu distribusi mempunyai ekor memanjang ke kanan
atau ke kiri terhadap titik pusat maksimum maka kurva tersebut tidak akan
berbentuk simetri, keadaan itu disebut menceng kekanan atau kekiri.
Pengukuran kemencengan adalah mengukur seberapa besar suatu kurva
frekuensi dari suatu distribusi tidak simetri. Kurva distribusi yang
bentuknya simetri maka nilai CS = 0.00, kurva distribusi yang bentuknya
menceng ke kanan maka CS lebih besar nol, sedangkan yang bentuknya
menceng ke kiri maka CS kurang dari nol.
3
13))((21
n
iis XX
xStdnn
nC …....……………......….............(6)
Dimana :
Cs = Koefisien skewness
Std (x) = Standar deviasi
X = Nilai rata-rata
n = Jumalah data
16
4 Perhitungan Kefisien Kurtosis (Ck)
Pengukuran kurtosis dimaksudkan untuk mengukur keruncingan dari bentuk
kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi normal.
4
14
2
321
n
iik XX
Snnn
nC …………………….........……….(7)
Dengan :
= Varian yang berupa hujan atau data debit
= Rerata data hujan atau debit
= Jumlah data yang dianalisis
= Simpangan baku
= Koefisien asimetri
= Koefisien variasi
= Koefisien kurtosis
Tabel 1. Parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis DistribusiJenis Distribusi Syarat
Metode NormalCs ≈ 0Ck ≈ 3
Metode Log NormalCs(logX)=0
Ck(logX)=3
Metode GumbelCs ≤ 1,14Ck ≤ 5,4
Metode Log Pearson III Cs ≠ 0
Sumber : Bambang Triatmodjo, 2008
17
2.2.2.3 Analisis frekuensi
Dalam analisis frekuensi data hujan atau data debit guna memperoleh nilai
hujan rencana atau debit rencana, dikenal beberapa probabilitas kontinu
yang sering digunakan, yaitu :
1 Metode Gumbel
Metode Gumbel diciptakan oleh E.J. Gumbel pada tahun 1941. Dalam
metode ini data yang diolah diasumsikan mempunyai sebaran tertentu yang
disebut sebaran Gumbel. Langkah-langkah pengerjaan perhitungan curah
hujan atau debit rancangan dengan metode Gumbel adalah sebagai berikut :
a. Mengumpulkan data curah hujan atau debit harian maksimum tahunan
dan menyusunnya dalam satu tabel data. Hujan atau debit harian
maksimum tahunan adalah hujan atau debit harian tertinggi dalam tahun
tertentu.
b. Mencari nilai rata-rata dan standar deviasi dari data.
c. Menghitung hujan atau debit rancangan dengan rumus :
RT = R + (YT -Yn) . Std (R) ..............................................................(8)Sn
Dimana :
RT = Curah hujan rencana dengan periode ulang T
R = Rata-rata data
YT = Reduced varities yang nilainya dihitung berdasarkan rumus
YT = -ln{-ln [(T-1)/T]}
T = Kala ulang
18
Yn = Reduced mean yang nilainya berdasarkan jumlah data
Std (R) = Standar deviasi dari data
Sn = Reduced standar deviation yang nilainya berdasarkan jumlah data
2 Metode Log Person III
Metode ini disebut Log Person III karena metode ini melibatkan tiga
parameter dalam proses perhitungannya. Ketiga parameter tersebut adalah
harga rata-rata data, standar deviasi data, dan koefisien kemencengan data.
Langkah-langkah pengerjaan perhitungan hujan atau debit rancangan
dengan Metode Log Person III
Ini adalah :
a. Mengumpulkan hujan atau debit harian maksimum tahunan dan
menyusunnya dalam suatu tabel data.
b. Mencari nilai log dari masing-masing data.
c. Mencari nilai rata-rata, standar deviasi, dan kefisien kemencangan dari
log data.
d. Menghitung log hujan atau debit rancangan dengan rumus :
Log(RT) = log(R) + [std(log(R)).G].............................................................(9)
Dimana :
Log(RT) = Log dari curah hujan rencana dengan periode ulang T
Log(R) = Log dari rata-rata data
Std(log(R)) = Standar deviasi dari log(R)
G = Koefisien yang nilainya didapat berdasarkan nilai Cs dan T
19
e. Menghitung curah hujan atau debit rancangan dengan rumus :
RT = 10log(RT)..............................................................................................(10)
3 Metode Distribusi Log Normal
Distribusi log normal digunakan apabila nilai-nilai dari variabel random
tidak mengikuti distribusi normal, tetapi nilai logaritmanya memenuhi
distribusi normal. Sri Harto (1993) memberikan sifat-sifat distribusi log
normal, sebagai berikut :
Nilai kemencangan (Cs) = Cv3 + 3Cv
Nilai kurtosis (Ck) = Cv8 + 6Cv6 +15Cv4 + 16Cv2 + 3
Nilai koefisien varian Cv dirumuskan dengan :
Cv = x .............................................................................................(11)Std (x)
Dimana :
Cv = Koefisien varian
x = Nilai rata-rata
Std (x) = Standar deviasi
2.2.2.4 Uji distribusi Probabilitas
Ada dua cara yang dapat dilakukan untuk menguji apakah jenis distribusi
yang dipilih sesuai dengan data yang ada, yaitu uji Chi-Kuadrat dan
Smirnov Kolmogorov. Pengujian ini dilakukan setelah digambarkan
hubungan antara kedalaman hujan atau debit dan nilai probabilitas pada
kertas probabilitas.
20
1 Uji Chi-Kuadrat
Uji Chi-Kuadrat menggunakan nilai x2 yang dihitung dengan persamaan
sebagai berikut :
x2 =∑(EF –OF )2 ≤ xcr2.............................................................................(12)
EF
Dk = K (P+1) ............................................................................................(13)
Dimana :
x2 = Harga Chi-Kuadrat terhitung
EF = Frekuensi yang diharapkan
OF = Frekuensi yang terbaca
xcr2 = Harga Chi-Kuadrat kritis
Dk = Derajat kebabasan
K = Banyaknya kelas
P = Banyaknya keterikatan untuk uji Chi-Kuadrat
Nilai x yang diperoleh harus lebih kecil dari nilai xcr2 (Chi-Kuadrat kritik),
untuk suatu derajat nyata tertentu, yang sering diambil 15%.
2 Uji Smirnov Kolmogorov
Uji kecocokan Smirnov Kolmogorov juga disebut uji kecocokan non
parametik. Karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi
tertentu, namun dengan memperhatikan kurva dan penggambaran data pada
kertas probabilitas. Jika dalam penggambaran didapat jarak penyimpangan
terbesar merupakana nilai ∆maks dengan kemungkinan didapat nilai lebih
21
kecil dari ∆kritik maka jenis distribusi yang dipilih sebelumnya dapat
digunakan. Dalam bentuk persamaan ditulis sebagai berikut :
∆Xmaks < ∆kritik
Dimana :
∆Xmaks = Jarak maksimum horizontal titik garis singgung
∆kritik = Jarak ketentuan uji Smirnov Kolmogorov
Perhitungan peluang empiris dan teoritis dengan menggunakan persamaan
Weilbull :
P = m ...................................................................................................(14)n + 1
Dimana :
m = Nomor urut data
n = Jumlah data
2.3 Sedimentasi
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit,
atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap dibagian
bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai, dan
waduk. (Astika Murni Lubis, 2016). Sedimentasi adalah besarnya sedimen
yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur
pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya diperoleh
dari pengukuran sedimen terlarut dalam sungai (suspended sediment).
Satuan sedimen dinyatakan dengan ton/ha/th.
22
2.3.1 Angkutan Sedimen
Angkutan Sedimen adalah pecahan-pecahan material umumnya terdiri atas
uraian batu-batuan secara fisik dan secara kimia. Partikel seperti ini
mempunyai ukuran dari yang besar (boulder) sampai yang sangat halus
(koloid), dan beragam bentuk dari bulat, lonjong sampai persegi. Dua sifat
yang mempengaruhi media untuk mengangkut partikel sedimen adalah berat
jenis (density) dan kekentalan (viscosity) medianya. Ada dua cara
mengangkut sedimen dari batuan induknya ke tempat pengendapannya,
yakni :
1. Suspensi (suspendedload)
Dalam teori segala ukuran butir sedimen dapat dibawa dalam suspensi, jika
arus cukup kuat. Akan tetapi di alam, kenyataannya hanya material halus
saja yang dapat diangkut suspensi. Sifat sedimen hasil pengendapan
suspensi ini adalah mengandung persentase masa dasar yang tinggi sehingga
butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan umumnya disertai
pemilahan butir yang buruk. Ciri lain dari jenis ini adalah butir sedimen
yang diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran.
2. Bedload transport
Berdasarkan tipe gerakan media pembawanya, sedimen dapat dibagi
menjadi :
a. endapan arus traksi
b. endapan arus pekat (density current) dan
c. endapan suspense
Pada dasarnya butir-butir sedimen bergerak di dalam media pembawa, baik
23
berupa cairan maupun udara, dengan 3 cara yang berbeda: menggelundung
(rolling), menggeser (bouncing) dan larutan (suspension) seperti Gamba di
bawah ini.
Gambar 4. Ragram Gerakan Sedimen Dalam Media CairSumber gambar: https://www.slideshare.net/wilaksana/2-bab-2 (2015)
A. Suspension umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil
ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau
angin yang ada.
B. Saltation yang dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi
pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu
menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya mengembalikan
sedimen pasir tersebut ke dasar.
C. Bed load ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir,
kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang
bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel - partikel yang besar di
dasar. Pergerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau
bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.
2.3.2 Sifat – Sifat Material Sedimen
24
Proses pengangkutan dan pengendapan sedimen tidak hanya tergantung
pada sifat - sifat arus tetapi juga pada sifat - sifat sedimen itu sendiri. Sifat-
sifat di dalam proses sedimentasi terdiri dari sifat partikelnya dan sifat
sedimen secara menyeluruh. Namun sifat yang paling penting adalah ukuran
partikel, dengan menggunakan unit phi mempermudah pengklasifikasian
apabila suatu sampel sedimen mengandung partikel yang berukuran kecil
dalam jumlah yang besar. Untuk mengkonversi unit phi menjadi milimeter
digunakan persamaan :
D = 2-ф
............................................................................................(15)
-ф = log2 (D) = ln (D) ...................................................................(16)ln(2)
Dimana :
D = diameter partikel (mm)
ф = Skala Wentworth ≤
Tabel 2. Ukuran sedimen
Tipe D (mm) Ф Keterangan
Lempung < 0,002 > 9 Selalu terlarutLumpur 0,002 ~ 0,0625 4 ~ 9 Sebagian terlarut
Pasir 0,0625 ~ 2 -1 ~ 4 Tidak terlarutKerikil 2 ~64 -6 ~ -1 Tidak terlarut
Pecahan batu 64 ~256 -8 ~ -6 Tidak terlarutBatu >256 ≤ -8 Tidak terlarut
(Sumber : Gerry Parker, ID SEDIMENT TRANSPORT MORPHODYNAMICS WITHAPPLICATIONS TO RIVERS AND TURBIDITY CURRENTS, 2004 dalam Arba Darojat, 2013)
2.3.3 Proses Sedimentasi
25
Proses sedimentasi dapat terjadi pada lahan-lahan pertanian maupun di
sepanjang dasar sungai, dasar waduk, muara, dan sebagainya.
Gambar 5. Siklus Terjadinya SedimenSumber gambar: https://rinesaa.blogspot.co.id/2013/01/batuan-beku-
sedimen-dan-metamorf.html (2013)
Proses terbentuknya batuan sedimen :
1. Pelapukan (wheathering), batuan besar lapuk menjadi batuan-batuan
dengan ukuran lebih kecil.
2. Erosi
3. Transportasi, batuan terbawa arus sungai menuju ke hilir.
4. Deposisi, batuan mengendap pada suatu tempat.
5. Proses lithifikasi
· Burial, materi batuan ditumpangi material lain.
· Kompaksi, pemadatan material-material batuan.
· Sementasi, perekatan material-material batuan.
· Lithifikasi, material-material batuan menjadi kesatuan batuan sedimen.
26
Berdasarkan proses terjadinya erosi tanah dan proses sedimentasi, maka
proses terjadinya sedimentasi dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu
proses sedimentasi secara geologis (normal) dan proses sedimentasi
dipercepat (bersifat merusak atau mengganggu keseimbangan alam).
2.3.4 Faktor Yang Mempengaruhi Sedimentasi
Proses terjadinya sedimentasi merupakan bagian dari proses erosi tanah.
Proses erosi dan sedimentasi di Indonesia yang lebih berperan adalah faktor
air, sedangkan faktor angin relatif lebih kecil. Faktor-faktor yang
mempengaruhi sedimentasi yaitu :
a. Iklim
b. Tanah
c. Topografi
d. Tanaman
e. Macam penggunaan lahan
f. Kegiatan manusia
g. Karakteristik hidrolika sungai
h. Karakteristik penampung sedimen, check dam, dan waduk
i. Kegiatan gungung berapi
2.4 Erosi
Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian –
bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami (Sitanala
Arsyad, 1989). Erosi merupakan tiga proses yang berurutan, yaitu pelepasan
27
(detachment), pengangkutan (transportation), dan pengendapan (deposition)
bahan-bahan tanah oleh penyebab erosi. Di daerah-daerah tropis yang
lembab seperti di Indonesia air merupakan penyebab utama terjadinya erosi,
sedangkan untuk daerah-daerah panas yang kering maka angin merupakan
faktor penyebab utamanya.
Bahaya Erosi menggunakan tabel acuan Peraturan Menteri No.32 tahun
2009 dalam Tata Cara Penyusunan Rencana Teknik Rehabilitasi Hutan dan
Lahan Daerah Aliran Sungai (RTK RHL DAS). Tingkat Bahaya Erosi
dikategorikan ke dalam sangat ringan hingga sangat berat. Tingkat bahaya
erosi dikatakan Sangat Ringan (SR) bila jumlah erosi < 15 ton/ha/tahun,
Ringan (R) bila jumlah erosi antara (15-60) ton/ha/tahun, Sedang (S) bila
jumlah erosi (60-180) ton/ha/tahun, Berat (B) bila jumlah erosi (180-480)
ton/ha/tahun dan Sangat Berat (SB) bila erosinya > 480 ton/ha/tahun.
2.4.1 Proses Terjadinya Erosi
Proses erosi dapat menyebabkan merosotnya produktivitas tanah, daya
dukung tanah untuk produksi pertanian dan kualitas lingkungan hidup. Di
daerah tropis yang lembab seperti di Indonesia dengan rata-rata curah hujan
yang tinggi maka air merupakan penyebab utama terjadinya erosi.
Berdasarkan proses terjadinya, erosi tanah dapat dibedakan menjadi dua
macam, yaitu :
a. Erosi normal
28
Erosi normal atau erosi alami yaitu proses erosi tanah akibat pelapukan
batuan atau bahan induk tanah tanah secara alamiah. Batuan padat atau
bahan induk tanah akan menjadi lapuk oleh cuaca menjadi bagian-bagian
besar dan kecil. Selanjutnya secara fisik (mekanik), biologi (aktifitas
organik), dan kimia, batuan tersebut akan terurai dan terjadi retakan-retakan.
Pada saat terjadi hujan, air akan masuk kedalam retakan-retakan yang
kemudian lama-kelamaan batuan akan pecah atau lebih kecil lagi.
b. Erosi dipercepat
Proses erosi dipercepat merupakan pengangkutan tanah yang menimbulkan
kerusakan tanah akibat kegiatan manusia dalam mengelola tanah yang
berlebihan sehingga kecepatan kerusakan tanah melebihi kecepatan proses
pembentukan tanah.
2.4.2 Dampak Erosi
Menurut Sitanala Arsyad (1989) erosi menyebabkan hilangnya lapisan
tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya
kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air. Tanah yang terangkut
tersebut akan terbawa masuk ke aliran air yang dinamai sedimen dan akan
diendapkan ditempat yang aliran airnya lambat, di dalam sungai, waduk,
danau, reservoir, saluran irigasi dan sebagainya. Dengan demikian, maka
kerusakan yang ditimbulkan oleh peristiwa erosi dapat terjadi di dua tempat,
yaitu :
(1) pada tanah tempat erosi terjadi, dan
(2) pada tempat tujuan akhir tanah yang terangkut tersebut diendapkan.
29
2.4.3 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Erosi
Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya erosi air adalah :
1. Curah hujan
a. Intensitas hujan : Menunjukkan banyaknya curah hujan persatuan
waktu. Biasanya dinyatakan dalam mm/jam atau cm/jam.
b. Jumlah hujan : Menunjukkan banyaknya air hujan selama terjadi hujan,
selama satu bulan atau selama satu tahun.
c. Distribusi hujan : Menunjukkan penyebaran waktu terjadinya hujan.
2. Sifat-sifat tanah
a. Tekstur tanah : Tanah dengan tektur kasar seperti pasir adalah tahan
terhadap erosi, karena butir-butir besar (kasar) tersebut memerlukan
lebih banyak tenaga untuk mengangkut. Tekstur tanah halus seperti liat,
tahan akan erosi karena daya rekat yang kuat sehingga gumpalannya
sukar dihancurkan. Sedangkan tekstur tanah yang paling peka terhadap
erosi adalah debu dan pasir yang sangat halus. Oleh karena itu, semakin
tinggi kandungan debu dalam tanah, maka tanah menjadi peka terhadap
erosi.
b. Bentuk struktur tanah : Bentuk struktur tanah yang membulat
menghasilkan tanah dengan daya serap tinggi sehingga air mudah
meresap ke dalam tanah, dan aliran permukaan menjadi kecil, sehingga
erosi juga kecil.
30
c. Daya infiltrasi tanah : Apabila daya infiltrasi tanah besar, berarti air
mudah meresap ke dalam tanah, sehingga aliran permukaan kecil dan
erosi juga kecil.
d. Kandungan bahan organik : Kandungan bahan organik menetukan
kepekaan tanah terhadap erosi karena bahan organik mempengaruhi
kemantapan struktur tanah. Tanah yang matap tahan terhadapa erosi.
2.4.4 Pengaruh Erosi Tanah Terhadap Kesuburan Tanah
Pengaruh erosi tanah disamping merupakan sumber penghasil bahan
sedimentasi, juga menyebabkan merosotnya tingkat kesuburan tanah baik
secara fisik maupun kimia, sehingga dapat mengakibatkan menurunnya
produktivitas tanah dan daya dukung tanah untuk pertanian. Hal ini
disebabkan oleh hilangnya lapisan tanah permukaan yang subur akibat erosi
yang mengikis permukaan tanah. Secara lebih lanjut dalam skala yang lebih
luas, erosi tanah pada akhirnya dapat menurunkan kualitas lingkungan
hidup.
2.5 Sistem Informasi Geografis (SIG)
Menurut Prahasta dalam skripsi Arba Darojat tahun 2013 , Geographic
Information System (GIS) atau Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah
suatu rangkaian kegiatan yang dilakukan untuk mendapatkan gambaran
situasi ruang muka bumi. SIG dirancang untuk mengumpulkan, menyimpan,
dan menganalisis objek-objek dan fenomena di mana lokasi geografis
merupakan karakteristik yang penting atau kritis untuk dianalisis. Dengan
31
demikian, SIG merupakan sistem komputer yang memiliki empat
kemampuan berikut dalam menangani data yang bereferensi geografis: (a)
masukan, (b) manajemen data (penyimpanan dan pemanggilan data), (c)
analisis dan manipulasi data, dan (d) keluaran.
Perangkat lunak SIG / GIS di keluarkan oleh ESRI (Environmental Systems
Research Intitute). GIS dalam operasinya menggunakan, membaca dan
mengolah data dalam format Shapefile, selain itu GIS juga dapat menerima
data-data dengan format BSQ, BIL, BIP, JPEG, TIFF, BMP, GeoTIFF atau
data grid yang berasal dari ARC/INFO serta banyak lagi data-data lainnya.
Berikut ini merupakan beberapa contoh pemanfaatan SIG :
1. Aplikasi SIG di bidang sumber daya alam (inventarisasi, manajemen, dan
kesesuaian lahan untuk pertanian, perkebunan, kehutanan, perencanaan
tataguna lahan, analisis daerah rawan bencana alam, dan sebagainya)
2. Aplikasi SIG di bidang perencanaan (perencanaan pemukiman
transmigrasi, perencanaan tata ruang wilayah, perencanaan kota,
perencanaan lokasi dan relokasi industri, pasar pemukiman, dan sebagainya)
3. Aplikasi SIG di bidang lingkungan berikut pemantauannya (pencemaran
sungai, danau, laut, evaluasi pengendapan lumpur/sedimen baik di sekitar
danau, sungai, atau pantai; pemodelan pencemaran udara, limbah
berbahaya, dan sebagainya)
4. Aplikasi SIG di bidang pertanahan (manajemen pertanahan, sistem
informasi pertanahan, dan sejenisnya)
5. Utility (inventarisasi dan manajemen informasi jaringan pipa air minum,
sistem informasi pelanggan perusahaan air minum, perencanaan
32
pemeliharaan dan perluasan jaringan pipa air minum, dan sebagainya).
Dalam penelitian ini perangkat GIS dipakai untuk menentukan daerah
tangkapan Daerah Aliran Sungai (DAS) Way Besai, luas dan jenis tutupan
lahan daerah tangkapan DAS Way Besai, pembentukan peta kemiringan
lereng dan luas setiap persen kemiringan lereng, dan luas tiap jenis tanah
pada daerah tangkapan DAS Way Besai.
2.6 Analisa Tingkat Bahaya Erosi
Untuk menetapkan besarnya sedimen yang sampai pada lokasi, jumlah erosi
akan dikalikan dengan rasio pelepasan sedimen (sediment delivery ratio).
Dari bebrapa metoda untuk memperkiraan besarnya erosi permukaan,
metode Universal Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan oleh
Wischmeier dan Smith (1978) adalah metode yang paling umum digunakan
untuk memperkirakan besarnya erosi.
2.6.1 Metode USLE
Metode USLE (Universal Soil Loss Equation) merupakan metode yang
umum digunakan untuk memperediksi laju erosi. Selain sederhana, metode
ini juga sangat baik diterapkan di daerah - daerah yang faktor utama
penyebab erosinya adalah hujan dan aliran permukaan. Metode USLE
didesain untuk digunakan memprediksi kehilangan tanah yang dihasilkan
oleh erosi dan diendapkan pada segmen lereng bukan pada hulu DAS, selain
itu juga didesain untuk memprediksi rata-rata jumlah erosi dalam waktu
yang panjang. Prediksi erosi dengan metode USLE menggunakan perangkat
33
SIG dalam perhitungannya. Pemanfaatan SIG berbasis pixel sebagai alat
pemodelan spasial dalam memprediksi erosi bisa membantu keakuratan data
yang dihasilkan khususnya pada lahan-lahan yang mempunyai keadaan
topografi kompleks (Arba Darojat, 2013).
Untuk menghitung perkiraan besarnya erosi yang terjadi di suatu DAS dapat
digunakan metode USLE , menurut Asdak (2007) dengan formulasi:
E = R . K . Ls . C . P.....................................................................(17)
Dimana :
E = Jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun (ton/Ha/tahun)
R = Indeks erosivitas hujan (mm)
K = Indeks erodibilitas tanah
LS = Indeks panjang dan kemiringan lereng
C = Indeks pengelolaan tanaman
P = Indeks konservasi lahan
Kriteria tingkat bahaya erosi tanah dapat dikelompokan menjadi 5 tingkatan,
seperti ditunjukan pada tabel di bawah ini.
Tabel 3. Kelas Tingkat Bahaya Erosi
No.
Besar Erosi Tingkat Bahaya Erosi
(ton/Ha/th) Kelas Klasifikasi
1 <15 I Sangat rendah2 15-60 II Rendah3 60-190 III Sedang4 180-480 IV Berat5 >480 V Sangat Berat
Sumber : Peraturan Menteri No.32 tahun 2009 dalam Tata Cara PenyusunanRencana Teknik Rehabilitasi Hutan dan Lahan Daerah Aliran Sungai (RTKRHL DAS) dalam Arba Darojat (2013)
34
2.6.2 Indeks Erosivitas Hujan (R)
Erosivitas hujan adalah kemampuan air hujan sebagai penyebab terjadinya
erosi yang bersumber dari laju dan distribusi tetesan air hujan. Indeks
Erosivitas Hujan adalah suatu nilai yang menunjukan besarnya curah hujan
yang dapat menyebabkan terjadinya erosi yang terjadi pada suatu kawasan.
Indeks Erosivitas Hujan dihitung berdasarkan besarnya curah hujan bulanan
yang terjadi pada kawasan yang ditinjau. Persamaan yang digunakan untuk
menghitung Indeks Erosivitas Hujan adalah :
Rm = 2,21 x P1,36 .............................................................................. (18)
Dimana :
Rm = Indeks erosivitas hujan bulanan
P = Curah hujan bulanan (dalam cm)
2.6.3 Indeks Erodibilitas Tanah (K)
Indeks erodibilitas tanah menunjukkan tingkat kerentanan tanah terhadap
erosi, yaitu retensi partikel terhadap pengikisan dan perpindahan tanah oleh
energi kinetik air hujan. Tekstur tanah yang sangat halus akan lebih mudah
hanyut dibandingkan dengan tekstur tanah yang kasar. Kandungan bahan
organik yang tinggi akan menyebabkan nilai erodibilitas tinggi. Indeks
erodibilitas lahan dihitung dengan mempertimbangkan faktor – faktor
tekstur tanah, struktur tanah, permeabilitas tanah, dan bahan organik tanah
Rumus yang digunakan untuk menghitung Indeks Erodibilitas Lahan adalah
sebagai berikut :
35
K = {2,71x10-4x(12–OM)xM1,14+4,20x(s-2)+3,23x(p-3)}/100 ........... (19)
Dimana :
K = faktor erodibilitas tanah, dalam satuan SI
OM = persentase bahan organik
s = kelas struktur tanah (berdasarkan USDA Soil Survey Manual
1951)
p = kelas permeabilitas tanah (berdasarkan USDA Soil Survey
Manual 1951)
M = persentase ukuran partikel (% debu + % pasir sangat halus) x
(100 - % clay)
Nilai M untuk beberapa kelas tekstur tanah yang telah ditentukan dapat
dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 4. Nilai M untuk beberapa kelas tekstur tanah – M (HAMMER 1978)
Kelas Tekstur Tanah Nilai M Kelas tekstur Tanh Nilai M
Lempung Berat 210 Pasir geluhan 1245Lempung Sedang 750 Geluh Berlempung 3770Lempung Pasiran 1213 Geluh Pasiran 4005Lempung Ringan 1685 Geluh 4390Geluh Lempung 2160 Geluh Debuan 6330
Pasir Lempung Debuan 2830 Desbu 8245Geluh Lempungan 2830 Campuran merata 4000
Pasir Lempung Debuan 3035 - -Sumber : RKLT DAS Citarum (1987) pada ASDAK dalam Arba Darojat(2013)
Adapun penetapan nilai erodibilitas (K) berdasarkan tanah - tanah yang ada
di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Nilai Faktor Erodibilitas TanahNo. Jenis Tanah Nikai K1 Latosol (Haplorthox) 0,092 Latosol merah (Humox) 0,123 Latosol coklat (Typic Tropodults) 0,23
36
4 Latosol 0,31
5 Regosol0,12 -0,16
6 Gley Humic 0,13
7 Lithosol 0,16
8 Grumosol 0,21
9 Hydromof abu-abu 0,2Sumber : Sitanala Arsyad (2010) dalam Irma Fitria (2012)
Klasifikasi Kelas Erodibilitas Tanah (K) di Indonesia dapat di lihat pada
Tabel 6.
Tabel 6. Klasifikasi Kelas Erodibilitas TanahKelas Nilai K Tingkat Erodibilitas
1. 0,00 -0,10 Sangat rendah2. 0,11 -0,20 Rendah3. 0,21- 0,32 Sedang4. 0,33 -0,40 Agak tinggi5. 0,41 -0,55 Tinggi6. 0,56 -0,64 Sangat Tinggi
Sumber : RTL-RLKT Departemen Kehutanan, 1995 dalam Arba Darojat(2013)
Untuk menentukan besarnya nilai K dihitung dengan rumus :
K = ∑(Ai x Ki) ...................................................................................(20)
Dimana :
Ai = Luasan tata guna lahan dalam suatu DAS (m2)
Ki = Koefisien nilai K
2.6.4 Faktor Panjang Kemiringan Lereng (LS)
Faktor kemiringan dan panjang lereng (LS) terdiri dari dua komponen,
yakni faktor kemiringan dan faktor panjang lereng. Faktor panjang lereng
adalah jarak horizontal dari permukaan atas yang mengalir ke bawah hingga
37
ke titik awal atau ketika limpasan permukaan (run off).Indeks Panjang dan
Kemiringan Lereng yang dimaksud adalah panjang dan kemiringan tiap
satuan lahan yang ditinjau. Semakin besarnya kemiringan lereng maka nilai
LS semakin besar. Acuan penentuan indeks Panjang dan Kemiringan
Lereng (LS) diberikan pada tabel di bawah ini.
Tabel 7. Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng LS (Hammer, 1980)Kelas Lereng Kelas Kemiringan (%) Penilaian LS
1 Datar 0 - < 8 0,42 Landai 8 - <15 1,43 Agak Curam 15 - < 25 3,14 Curam 25 - < 45 6,85 Sangat Curam 45 9,5
Sumber : RKLT (Rehabilitasi Lahan & Konservasi Tanah), Buku II 1986dalam Arba Darojat (2013)
Dengan menggunakan perangkat GIS, Indeks Panjang dan Kemiringan
Lereng dapat dicari luas tiap kemiringannya untuk mendapatkan nilai SDR.
2.6.5 Indeks Pengelolaan Tanaman (C)
Indeks Pengelolaan Tanaman (C) menunjukkan pengaruh dari vegetasi,
keadaan permukaan tanah dan pengelolaan lahan terhadap besarnya tanah
yang hilang (erosi). Besarnya nilai Indeks Pengelolaan Tanaman (C)
berdasarkan penggunaan lahan dapat dilihat tabel di bawah ini.
Tabel 8. Nilai Koefisien C Berdasarkan Pengunaan LahanNo. Jenis Tata Guna Lahan Nilai C
1 Hutan lahan kering sekunder 0,032 Semak belukar 0,073 Hutan tanaman industri 0,054 Hutan rawa sekunder 0,155 Perkebunan 0,46 Pertanian Lahan Kering-ladang 0,1
38
7 Pertanian lahan kering-campuran 0,18 Permukiman 0,69 Sawah 0,1510 Tambak 0,0511 Lahan terbuka 0,212 Tubuh air / perairan 0,05
Sumber : Suripin (2002); Kodoatie dan Syarief (2005) dalam Hairul Basri,et al (2017)
Untuk menentukan besarnya nilai C dihitung dengan rumus :
C = ∑(Ai x Ci) ...................................................................................(21)
Dimana :
Ai = Luasan tata guna lahan dalam suatu DAS (m2)
Ci = Koefisien nilai C
2.6.6 Indeks Konservasi Lahan (P)
Indeks konversi lahan bertujuan untuk mengurangi erosi tanah. Nilai indeks
konservasi lahan sangat tergantung pada jenis konservasi yang dilakukan
pada lahan yang bersangkutan. Adapun acuan yang digunakan untuk
menentukan nilai Indeks Konservasi Lahan (P)
dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Nilai Indeks Konservasi Lahan (P) Das Way BesaiNo. Tata Guna Lahan Nilai P
1 Permukiman 0,1
2 Kawasan Kehutanan 0,13 Pertanian 0,0134 Perkebunan 0,5
Sumber : Astika Murni Lubis, 2016
Untuk menentukan besarnya nilai P dihitung dengan rumus :
39
C = ∑(Ai x Pi) ...................................................................................(22)
Dimana :
Ai = Luasan tata guna lahan dalam suatu DAS (m2)
Pi = Koefisien nilai P
2.7 Analisa Prakiraan Besarnya Sedimentasi
Hasil sedimen umumnya mengaju kepada besarnya laju sedimen yang
mengalir melalui satu titik pengamatan tertentu dalam suatu daerah aliran
sungai (DAS). Besarnya hasil sedimen dinyatakan sebagai volume atau
berat sedimen per satuan daerah tangkapan air (catchment area) per satuan
waktu (ton/tahun). Untuk memprakirakan besarnya hasil sedimen dari suatu
daerah tangkapan air adalah melalui perhitungan Rasio Pelepasan Sedimen
(Sediment Delivery Ratio). Menurut SCS National Engineering Handbook
(DPMA, 1984) besarnya prakiraan hasil sediemen dapat di tentukan
berdasarkan persamaan berikut:
Y = E . (SDR) . A ........................................................................... (23)
Dimana :
Y = hasil sedimen per satuan luas (ton/th)
E = erosi total (ton/ha/th)
SDR = Sedimen Delivery Ratio
A = luas daerah tangkapan air (Ha)
40
2.7.1 Sediment Delivery Ratio (SDR)
Menurut Wischmeier and Smith (1978), Sediment Delivery Ratio
merupakan perkiraan rasio tanah yang diangkut akibat erosi lahan saat
terjadinya limpasan. Nilai SDR sangat dipengaruhi oleh bentuk muka bumi
dan faktor lingkungan. Menurut Boyce (1975), Sediment Delivery ratio
dapat dirumuskan dengan :
SDR = 0,41.(A-0,3) ............................................................................. (24)
Dimana :
SDR = Sediment Delivery Ratio
A = Luas Daerah Aliran Sungai (km2)
2.8 Kajian Studi terdahulu mengenai tingkat sedimentasi dengan metodaUniversal Soil Loss Equation (USLE)
Pada tahun 2013, Arba Darojat telah menggunakan metode Universal Soil
Loss Equation (USLE) dalam penelitian bagaimana tingkat sedimen pada
Way Semaka dan Way Semung tepatnya di Daerah Aliran Sungai (DAS)
Sungai Way Semaka dan Way Semung Kabupaten Tanggamus.
Pada penelitian ini, Arba Darojat menggunakan metode Poligon Thiesen
untuk menghitung hujan rerata yang akan digunakan debit. Setelah data
terkumpul, dilakukan pengambilan sampel dengan Alat Pengambil Sampel
Air jenis US DH-48 dan Alat Pengumpul Muatan Sedimen Dasar tipe US
BLH-84.
III. METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di daerah tangkapan Daerah Aliran Sungai (DAS)
Way Besai tepatnya di Way Petai, Kecamatan Sumber Jaya, Kabupaten
Lampung Barat. DAS Sungai Way Besai mempunyai luas sekitar 404,561
Km2. Lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 6. Peta Lokasi Penelitian
42
3.2 Data yang Digunakan
Pada penilitian ini dibutuhkan data sekunder berupa :
Data curah hujan yang alat pengukurnya diletakkan di 2 tempat, yaitu
Bungin (Fajar Bulan) dan Pura Jaya. Data ini didapat dari PLTA Way
Besai.
Data RTRW Provinsi Lampung yang di dapat dari BPDAS Provinsi
Lampung Tahun 2016, yaitu:
- Data tata guna lahan
- Data jenis tanah
3.3 Langkah Pekerjaan
Langkah pengerjaan dilakukan dengan membagi kegiatan ke dalam tahapan-
tahapan berikut :
3.3.1 Pengumpulan Data
Tahapan yang pertama adalah mengumpulkan data-data yang dibutuhkan.
3.3.2 Analisis Hidrologi
Tahapan kedua adalah analisis hidrologi. Adapun langkah - langkah dalam
analisis hidrologi adalah sebagai berikut :
1. Perhitungan curah hujan maksimum bulanan dari data hujan stasiun
Bungin (Fajar Bulan) dan Pura Jaya.
2. Perhitungan rerata curah hujan bulanan dari dua stasiun yaitu Bungin
(Fajar Bulan) dan Pura Jaya.
43
3. Perhitungan rerata curah hujan tiap bulan dari tahun 1977 – 2003.
4. Perhitungan nilai erosivitas.
3.3.3 Tahapan Analisis Data Spasial
Tahapan ketiga adalah analisis data spasial menggunakan teknologi Sistem
Informasi Geografi (SIG) / perangkat lunak GIS dan menggunakan
perangkat lunak Global Mapper untuk pembuatan alur sungai, pembentukan
DAS, pembentukan tata guna lahan, mengetahui luas tiap guna lahan,
pembentukan peta kemiringan lahan, mengetahui luas tiap kemiringan
lahan, dan mengetahui jenis tanah pada daerah penelitian.
3.3.4 Analisis Prakiraan Besarnya Erosi
Tahapan keempat adalah analisis prakiraan besarnya erosi pada DAS Way
Besai dengan menggunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation).
Rumus untuk metode ini ditunjukkan pada persamaan (17).
E = R.K.LS.C.P
Dimana :
E = Perkiraan besarnya erosi total (ton/ha/tahun)
R = faktor erosivitas hujan (mm)
K = faktor erodibilitas lahan
LS = faktor panjang dan kemiringan lereng
C = faktor tanaman penutup lahan atau pengelolaan tanaman
P = faktor usaha-usaha pencegahan erosi
Analisis perkiraan besarnya sedimen meliputi tahap-tahap sebagai berikut:
44
1. Perhitungan nilai faktor erosivitas hujan (R)
Faktor erosivitas hujan (R) didefinisikan sebagai jumlah satuan indeks
erosi hujan dalam satu tahun. Dalam suatu kawasan, semakin tinggi
nilai erosivitas hujan maka erosi yang terjadi di kawasan ditinjau
semakin besar juga. Erosivitas hujan dihitung berdasarkan besarnya
curah hujan bulanan yang terjadi pada kawasan yang ditinjau.
2. Menentukan nilai pengelolaan tanaman (C)
Faktor pengelolaan tanaman (C) menunjukkan pengaruh pengelolaan
lahan yang terjadi pada kawasan yang ditinjau terhadap erosi yang
terjadi. Nilai C dihitung berdasarkan data tata guna lahan DAS Way
Besai yang didapat dari BPDAS Provinsi Lampung Tahun 2016. Dari
data yang di dapat kemudian dihitung luas tiap lahan dan dicari nilai C
untuk tiap lahan pada catchment area DAS Way Besai.
3. Menentukan nilai usaha pencegahan erosi (P)
Faktor usaha pencegahan erosi atau dapat dikatakan konservasi
berpengaruh pada pengelolaan lahan pada kawasan yang ditinjau
terhadap erosi yang terjadi. Nilai P dihitung berdasarkan data tata
guna lahan DAS Way Besai yang didapat dari BPDAS Provinsi
Lampung Tahun 2016. Dari data yang di dapat kemudian dihitung
luas tiap lahan dan dicari nilai P untuk tiap lahan pada catchment area
DAS Way Besai.
45
4. Menentukan nilai erodibilitas lahan (K)
Besarnya faktor (K) atau resistensi tanah ditentukan oleh karakteristik
tanah seperti tekstur tanah, kapasitas infiltrasi, dll. Selain itu dapat
ditentukan juga dari jenis tanah kawasan penelitian. Nilai K dihitung
berdasarkan data jenis tanah DAS Way Besai yang didapat dari
BPDAS Provinsi Lampung Tahun 2016. Dari data yang di dapat
kemudian dihitung luas tiap jenis tanah dan dicari nilai K untuk tiap
jenis tanah pada catchment area DAS Way Besai.
5. Menentukan nilai indeks kemiringan lereng (LS)
Semakin besarnya nilai kemiringan lereng maka semakin besar juga
nilai limpasan yang terjadi sehingga kedalaman air permukaan
bertambah. Hal ini dapat meningkatkan erosi yang terjadi pada
kawasan tersebut. Nilai LS didapat berdasarkan peta catchment area
DAS Way Besai kemudian dilakukan analisis spasial menggunakan
aplikasi GIS.
6. Menghitung besarnya erosi dengan persamaan USLE (Universal Soil
Loss Equation)
Setelah nilai – nilai di atas didapat, maka besarnya erosi dan tingkat
bahaya erosi dapat dihitung dengan persamaan USLE(Universal Soil
Loss Equation).
46
3.3.5 Analisis Prakiraan Besarnya Sedimentasi
Tahapan kelima adalah analisis prakiraan besarnya sedimen dengan
persamaan berikut:
Y = E . (SDR) . A............................................................................... ...... (28)
Dimana :
Y = hasil sedimen per satuan luas (ton/th)
E = erosi total (ton/ha/th)
SDR = Sedimen Delivery Ratio
A = luas daerah tangkapan air (Ha)
47
3.4 Bagan Alir Penelitian
Mulai
Pengumpulan Data
1.
1. Data curah hujan (Fajar Bulandan Pura Jaya ) dariBendungan Way Besai
2. Peta catchment area DasWay Besai
3. Data tata guna lahan dariRTRW Provinsi Lampung
4. Data jenis tanah dari RTRWProvinsi Lampung
Selesai
Kesimpulan
Gambar 7. Bagan AlirPenelitian 49
Analisis perkiraan besarnya erosi menggunakanmetode USLE dengan analis data spasial
menggunakan software GIS
64
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Dari hasil analisis dan pembahasan yang telah dikemukakan, dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Besarnya nilai erosi yang didapat dengan metode USLE untuk daerah
tangkapan sungai DAS Way Besai sebesar 305,03 ton/ha/th.
2. Bahaya tingkat erosi daerah tangkapan sungai DAS Way Besai tergolong
dalam Kelas Bahaya Erosi IV atau berat.
3. Nilai sedimentasi untuk daerah tangkapan sungai DAS Way Besai sebesar
165.079,13 ton/th.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan identifikasi masalah yang telah dilakukan, maka
dapat disarankan hal-hal sebagai berikut :
1. Perlu adanya pembaharuan data secara berkala dari pihak-pihak terkait,
seperti data tutupan lahan dan data curah hujan.
2. Hasil analisis dari penelitian ini hanya mengacu kepada analisa data yang
ada sehingga perlu kiranya dilakukan penelitian lebih lanjut untuk
medapatkan hasil yang lebih mendekati dengan kondisi dilapangan.
65
3. Perlu dibentuk tutupan lahan DAS yang sesuai dengan kondisi yang ada.
4. Kesadaran masyarakat disekitar DAS Way Besai agar selalu menjaga
kelestarian demi mengurangi resiko sedimentasi Sungai Way Besai yang
lebih besar.
DAFTAR PUSTAKA
Arba Darojat. (2013). Analisis Sedimentasi Untuk Studi Kelayakan PLTA PadaWay Semaka Dan Way Semung. Tugas Akhir Program Sarjana TeknikSipil Fakultas Teknik.Universitas Lampung.
Ashadi Maryanto, Kukuh Murtilaksano, dan Latief Mahir Rachman (2014).Perencanaan Penggunaan Lahan dan Pengaruhnya TerhadapSumberdaya Air Di DAS Way Besai – Lampung. Tugas Akhir ProgramPasca Sarjana Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan FakultasPertanian. Institut Pertanian Bogor.
Astika Murni Lubis. (2016). Analisis Sedimentasi Di Sungai Way Besai. TugasAkhir Program Sarjana Teknik Sipil Fakultas Teknik.UniversitasLampung.
Bambang Triatmodjo. 2008. Hidrologi Terapan. Beta Offset: Yogyakarta
Bruno Verbist, Andree Ekadinata Putra, dan Suseno Budidarsono. (2004).Penyebab Alih Guna Lahan Dan Akibatnya Terhadap Fungsi DaerahAliran Sungai (DAS) Pada Lansekap Agroforestri Berbasis Kopi DiSumatera. Volume 26 No.1.
Hairul Basri. Syahrul. Rudi Fadhil. (2017). Perubahan PenggunaanLahanTerhadap Nilai Koefisien Limpasan Di DAS krueng MeureuduProvinsi Aceh. Prosiding Seminar Nasional Pascasarjana (SNP)Unsyiah. Banda Aceh.
Irma Fitria. (2012). Analisis Erosi Lahan Pertanian Dan Parameter EkonomiMenggunakan Metode Nail (Net Agriculture Income Loss) BerbasisSistem Informasi Geografis Di Hulu DAS Jeneberang. UniversitasHasanudin.
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) provinsi Lampung. (2016). PetaLandsytem Dan Peta penutupan Lahan. Lampung: BPDAS ProvinsiLampung
Sitanala Arsyad. (1989). Konservasi Tanah dan Air. Edisi Pertama. IPB Press.Bogor