ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAMdigilib.unila.ac.id/22796/9/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf ·...

ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAM(Study Kasus : Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung)

Desa Talang Bandung, Kecamatan Sumber Jaya,Kabupaten Lampung Barat

(Skripsi)

Oleh

HOLONG OKRYANT TOGATOROP

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG2016

ABSTRACT

SEDIMENTATION ANALYSIS IN CHECK DAMCase Study : Air Anak River and Talang Bandung River

Talang Bandung Village, Sumber Jaya Districts, Lampung Barat

By


The river is a source of water that is accommodating and drain the water andmaterial ingredients brought from the upstream. Problems which often occur inthe upstream region is land erosion causing sedimentation. The purpose of thisstudy is: to determine the sediment rate and to calculate filling time check dam ofAir Anak River and Talang Bandung river.

The location of this research is in the Air anak watershed and Talang Bandungwatershed, Sumber Jaya Districts, Lampung Barat. Data needed in this researchis suspended load sediment data, rainfall data, and water level data. The methodused in this study is the prediction model parametric approach to Universal SoilLoss Equation (USLE), measured sediment analysis, analysis of check dam age.

From the analysis using USLE method it is found that the amount ofsedimentation Air Anak Watershed is 3.306.3091 tons / year and sedimentationTalang Bandung Watershed is 6.913.3709 tons / year. While the magnitude of themeasured sediment sample is for the Air Anak Watershed is 4.447.3193 tons /year with the sedimentation rate is 4.043.0175 tons / year and the amount ofsedimentation for Talang Bandung Watershed is 13.501.3716 tons / year with asedimentation rate is 12 273 , 9742 tons / year. From the research results it canbe known the age of check dams for Air Anak Watershed is 148 days and TalangBandung Watershed is 73 days.

Keywords: sedimentation, Air Anak watershed, Talang Bandung watershed,USLE methode

ABSTRAK

ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAMStudy Kasus : Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung

Desa Talang Bandung, Kecamatan Sumber Jaya, Kabupaten Lampung Barat

OLEH


Sungai merupakan sumber air yang menampung dan mengalirkan air sertamaterial bahan yang dibawanya dari bagian hulu. Permasalahan yang seringterjadi di daerah hulu adalah masalah erosi yang menyebabkan terjadinyasedimentasi. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu : untuk mengetahui besarnyalaju sedimen (Qs) dan untuk mengetahui waktu penuh check dam Sungai AirAnak dan Sungai Talang Bandung.

Lokasi penelitian ini dilakukan di DAS Air Anak dan DAS Talang Bandung,Kecamatan Sumber Jaya, Kabupaten Lampung Barat. Data yang diperlukan dalampenelitian ini adalah data sedimen suspended load, curah hujan, dan data tinggimuka air. Metode yang akan digunakan dalam penelitian ini yaitu model prediksiparametrik dengan pendekatan Universal Soil Loss Equation (USLE), analisissedimentasi terukur, dan analisis usia/umur check dam.

Dari hasil analisis sedimentaasi dengan menggunakan metode USLE diketahuibahwa besarnya sedimentasi DAS Air Anak sebesar 3.306,3091 ton/tahun danDAS Talang Bandung sebesar 6.913,3709 ton/tahun. Sedangkan besarnyasedimentasi dari hasil pengambilan sampel untuk DAS Air Anak sebesar4.447,3193 ton/tahun dengan laju sedimentasi sebesar 4.043,0175 ton/tahun danbesarnya sedimentasi DAS Talang Bandung sebesar 13.501,3716 ton/tahundengan laju sedimentasi sebesar 12.273,9742 ton/tahun. Dari hasil penelitiansedimentasi dapat diketahui usia/umur check dam untuk DAS Air Anak selama148 hari dan DAS Talang Bandung selama 73 hari.

Kata Kunci : sedimentasi, DAS Air Anak, DAS Talang Bandung, metode USLE

ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAM(Study Kasus : Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung)

Desa Talang Bandung, Kecamatan Sumber Jaya,Kabupaten Lampung Barat

Oleh


SkripsiSebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIKpada

Jurusan Teknik SipilFakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2016

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 31 Maret

1991, sebagai anak kedua dari empat bersaudara, dari keluarga

pasangan Bapak Gemry Togatorop dan Ibu Dewi Anita

Sianturi.

Dengan rahmat Tuhan Yang Maha Esa penulis menyelesaikan pendidikan di

Taman Kanak-kanak Fransiskus Tanjung Karang pada tahun 1998, pendidikan

Sekolah Dasar Fransiskus Tanjung Karang pada tahun 2004, Sekolah Menengah

Pertama Fransiskus Tanjung Karang pada tahun 2007, Sekolah Menengah Atas

Negeri 9 Bandar Lampung tahun 2010, dan Pendidikan Diploma 1 Perguruan

Tinggi DCC tahun 2011. Terakhir Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas

Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung melalui Seleksi Nasional

Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) pada tahun 2011.

Pada tahun 2011 penulis aktif dalam kegiatan Forum Komunikasi Mahasiswa

Kristen Fakultas Teknik (FKMK-FT) dan sebagai pengurus Badan Pengurus

Cabang Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia (GMKI) Cabang Bandar Lampung

Masa Bakti 2012 – 2014. Kemudian pada tahun 2013 mengikuti Kerja Praktik

pada Proyek Pembangunan Hotel Mercure Lampung,, Tahun 2015 selama tiga

bulan penulis mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Tanjung Raja,

Kecamatan Cukuh Balak, Kabupaten Tanggamus dengan tema POSDAYA (Pos

Pemberdayaan Keluarga). Penulis mengambil tugas akhir dengan judul Analisis

Sedimentasi Di Check Dam Study Kasus : Sungai Air Anak dan Sungai Talang

Bandung, Desa Talang Bandung, Kecamatan Sumber Jaya, Kabupaten Lampung

Barat.

PERSEMBAHAN

Tiap untaian doa yang kau panjatkan, peluh yang jatuh atas tiap kerja kerasmu untuk

membahagiakan dan melayakkanku. Persembahan kecilini ku berikan teruntuk Bapak

dan Ibuku yang sangat aku sayangi, kedua sosok hebat yang berhasil menuntunku

hingga kuraih salah satu obsesi kehidupanku.

Dan untuk abang dan adikku tersayang terima kasih atas semua

dukungan dan kasih sayang yang telah diberikan. Harapan terbesarku adalah

menjadi saudara laki – laki yang selalu menjaga dan mengukir kebanggaan pada

kalian dan kedua sosok berharga kita.

MOTTO

“Segala sesuatu indah pada waktu - Nya”

“Engkau memberitahukan kepadaku jalan kehidupan. Di hadapan-Mu ada

sukacita berlimpah-limpah, di tangan kanan-Mu ada nikmat senantiasa”

Mazmur 16 : 11

“Serahkanlah segala kekuatiranmu kepada – Nya, sebab Ia yang memelihara

kamu”

1 Petrus 5 :7

“Dan apa saja yang kamu minta dalam doa dengan penuh kepercayaan, kamu

akan menerimanya”

Matius 21 : 22

“ Ora et Labora “

(St. Benediktus)

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan yang

diharapkan.

Melalui kesempatan ini, Penulis hendak mengucapkan terima kasih yang tak

terhingga kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan moril, maupun

spiritual. Banyak pengalaman dan masukan yang didapat Penulis dalam

menyelesaikan penelitian ini, baik hal-hal yang bersifat mendidik dan kritikan

yang berguna bagi Penulis.

Dengan teriring salam dan doa serta ucapan terima kasih yang tak terhingga

Penulis sampaikan kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

2. Bapak Dr. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung.

3. Ibu Dr. Dyah Indriana K., S.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing 1 atas

pemberian judul, masukan, dan bimbingan yang diberikan selama

penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Subuh Tugiono, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing 2 atas masukan

dan bimbingan yang diberikan selama penyusunan skripsi ini.

5. Ibu Yuda Romdania, S.T., M.T., atas kesempatannya untuk menguji sekaligus

membimbing Penulis dalam seminar skripsi.

6. Bapak Subuh Tugiono, S.T., M.T., selaku pembimbing akademis yang telah

banyak membantu Penulis selama ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.

8. Keluargaku terutama orangtuaku tercinta, Bapak Gemry Togatorop dan Ibu

Dewi Anita Sianturi, serta Abangku Saut Manason Togatorop, Adikku

Samuel Togatorop dan Mauli Elviliana Togatorop beserta keluarga atas

doanya untuk Penulis.

9. Rekan – rekan Kerja Praktek dan rekan – rekan Kuliah Kerja Nyata (KKN).

10. Serta teman – teman satu team dalam pelaksanaan penilitian ini dan rekan –

rekan sipil, kakak – kakak, adik – adik yang telah banyak membantu dan

mendukung dalam pengerjaan skripsi ini serta yang paling utama angkatan

2011 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu untuk bantuan moril, tempat,

waktu, doa dan dukungannya selama ini. Saya ucapkan terima kasih banyak

semoga sukses selalu mengiringi kita semua.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan,

oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan.

Akhir kata semoga Tuhan membalas semua kebaikan semua pihak yang telah

membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini dan semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Tuhan Yesus Memberkati.

Bandar Lampung, 20 Juni 2016

Penulis,

Holong Okryant Togatorop

DAFTAR ISI

HalamanDAFTAR ISI ........................................................................................................

DAFTAR TABEL.................................................................................................

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ........................................................................................1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................1.3. Batasan Masalah ......................................................................................1.4. Tujuan Penelitian .....................................................................................

1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................................

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Hidrologi ................................................................................................2.2. Analisis Hidrologi ...................................................................................

2.2.1 Curah Hujan Kawasan (Areal Rainfall) .......................................2.2.2 Parameter Statistik Analisis Data Hidrologi .................................

2.3. Analisis Frekuensi..................................................................................2.3.1 Distribusi Normal .........................................................................2.3.2 Distribusi Log Normal ..................................................................2.3.3 Distribusi Gumbel ........................................................................2.3.4 Distribusi Log Pearson Type III ....................................................

2.4 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi.......................................................2.4.1 Uji Chi Kuadrat ............................................................................2.4.2 Uji Smirnov Kolmogorv ...............................................................

2.5 Liku Kalibrasi (Rating Curve) ................................................................2.6 Bendung Penahan (Check Dam) ............................................................

2.6.1 Usia/Umur Check Dam..................................................................2.6.2 Perhitungan Usia/Umur Check Dam .............................................

2.7 Erosi dan Sedimentasi.............................................................................2.7.1 Mekanisme Pengangkutan Sedimen .............................................2.7.2 Mekanisme Transportasi Sedimen ...............................................2.7.3 Sediment Delivery Ratio (SDR).....................................................

i

iv

vi

13334

5678999

10111212131415161819202124

ii

2.7.4 Perkiraan Besar Sedimen...............................................................2.8 Metode USLE (Universal Soil Loss Equation).......................................

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian .....................................................................................3.2. Data yang Digunakan .............................................................................3.3. Pelaksanaan Penelitian ...........................................................................

3.3.1 Tahapan Pengukuran Curah Hujan................................................3.3.2 Tahapan Pengukuran Debit ...........................................................3.3.3 Tahapan Pengambilan Sampel ......................................................3.3.4 Tahapan Pengujian Sampel ...........................................................3.3.5 Analisis Hidrologi .........................................................................3.3.6 Analisis Perkiraan Besarnya Erosi ................................................3.3.7 Analisis Perkiraan Besarnya Sedimentasi .....................................3.3.8 Penanggulangan Sedimentasi ........................................................3.3.9 Analisis Umur Check Dam ............................................................

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengumpulan Data ..................................................................................4.1.1 Data Topografi ...............................................................................4.1.2 Data Kecepatan Aliran...................................................................4.1.3 Data Penampang Melintang Sungai...............................................4.1.4 Data Tinggi Muka Air....................................................................4.1.5 Data Sedimen ................................................................................

4.2. Pembuatan Liku Kalibrasi.......................................................................4.3. Pembuatan Lengkung Sedimen...............................................................4.4. Analisis Sedimentasi Terukur ................................................................

4.4.1 Nilai Debit DAS Air Anak.............................................................4.4.2 Besaran Laju Sedimen ...................................................................4.4.3 Besarnya Muatan Sedimen Terukur...............................................

4.5. Analisis Perkiraan Besarnya Sedimentasi dengan Metode USLE ..........4.5.1 Indeks Erosivitas Hujan (Rm)........................................................4.5.2 Indeks Erodibilitas Lahan (K)........................................................4.5.3 Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) ...............................4.5.4 Indeks Pengelolaan Tanaman (C) ..................................................4.5.5 Indeks Konservasi Lahan (P) .........................................................4.5.6 Perhitungan Tingkat Bahaya Erosi ...............................................

4.6. Analisis Besaran Muatan Sedimen .........................................................4.6.1 Sediment Delivery Ratio (SDR) .....................................................4.6.2 Perhitungan Besarnya Nilai Hasil Sedimentasi .............................4.6.3 Perbandingan Angkutan Sedimentasi Terukur dan Terhithitung ..

4.7. Analisis Usia Umur Check Dam .............................................................4.7.1 Perhitungan Umur Check DAM Sungai Air Anak .........................4.7.2 Perhitungan Umur Check DAM Sungai Talang Bandung .............

2526

282829293031333334363636

4141434445464749525354565657595960616364656667686870

iii

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .............................................................................................5.2 Saran .......................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A (Lembar Asistensi Skripsi)

LAMPIRAN B (Perhitungan Tabel dan Grafik)

LAMPIRAN C (Data-Data Penelitian)

LAMPIRAN D (Peta dan Dokumentasi Penelitian)

7273

iv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman1. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi...................................

2. Jenis Sedimen Berdasarkan Ukuran Pertikel....................................................

3. Hubungan Luas DAS dan Sediment Delivery Ratio (SDR) .............................

4. Kelas Tingkat Bahaya Erosi .............................................................................

5. Luas Tutupan Lahan DAS Air Anak (5,68 km2) .............................................

6. Luas Tutupan Lahan DAS Talang Bandung (9,62 km2) .................................

7. Data Kecepatan Aliran Sungai Air Anak ........................................................

8. Data Kecepatan Aliran Sungai Talang Bandung .............................................

9. Data Pengukuran Data Tinggi Muka Air Secara Otomatis .............................

10. Data Sampel Sedimen Sungai Air Anak .........................................................

11. Data Sampel Sedimen Sungai Talang Bandung ..............................................

12. Data Untuk Pembuatan Liku Kalibrasi Sungai Air Anak ...............................

13. Data Untuk Pembuat Liku Kalibrasi Sungai Talang bandung ........................

14. Perhitungan Laju Sedimentasi Sungai Air Anak .............................................

15. Perhitungan Laju Sedimentasi Sungai Talang Bandung .................................

16. Perhitungan Debit Sungai Air Anak ................................................................

17. Nilai Debit rata-rata Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung ..............

18. Perhitungan Besaran Laju Sedimentasi ...........................................................

19. Nilai Hasil Indeks Erosivitas Hujan (Rm) .......................................................

20. Nilai Erodibilitas Lahan (K) ............................................................................

8

24

25

27

42

43

44

44

45

46

47

48

48

51

51

53

54

55

58

59

v

21. Nilai Koefesien Aliran DAS Air Anak ............................................................

22. Nilai Koefesien Aliran DAS Talang bandung .................................................

23. Nilai Indeks Konservasi Lahan (P) pada berbagai Aktivitas KonversiTanah ...............................................................................................................

24. Nilai Indeks Konservasi Lahan DAS Air Anak ..............................................

25. Nilai Indeks Konservasi Lahan DAS Talang bandung ..................................

26. Besarnya Nilai Erosi Pada DAS Air Anak ......................................................

27. Besarnya Nilai Erosi Pada DAS Talang bandung ...........................................

28. Perhitungan Nilai SDR Sungai Air Anak dan Talang Bandung .....................

29. Perhitungan Perkiraan Besarnya Sedimen Sungai Air Anak ..........................

30. Perhitungan Perkiraan Besarnya Sedimen Sungai Talang Bandung ...............

61

61

62

63

63

64

64

66

67

67

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman1. Siklus Terjadinya Hidrologi .............................................................................

2. Ragam Gerakan Sedimen dalam Media Cair ...................................................

3. Lokasi Penelitian .............................................................................................

4. AWLR (Automatic Water Level Recorder)......................................................

5. Pengukuran Kedalaman Sungai .......................................................................

6. Pengukuran Kecepatan Aliran Sungai .............................................................

7. Botol Plastik .....................................................................................................

8. Pengambilan Sampel Seimen ..........................................................................

9. (a) Sampel Sedimen Dimasukan ke Kantong Plastik, (b) Sampel Sedimendalam Kantong Plastik .....................................................................................

10. Bagan Alir Penelitian .......................................................................................

11. Bagan Alir Perhitungan Sedimen Terukur ......................................................

12. Bagan Alir Perhitungan Sedimen Menggunakan Metode USLE ....................

13. Bagan Alir Perhitungan Usia/Umur Check DAM ............................................

14. Peta Tutupan Lahan DAS Air Anak ................................................................

15. Peta Tutupan Lahan DAS Talang Bandung ....................................................

16. Penampang Melintang Sungai Air Anak .........................................................

17. Penampang Melintang Sungai Talang Bandung .............................................

18. (a).Liku Kalibrasi DAS Air Anak, dan (b). Liku Kalibrasi DAS TalangBandung ...................................................................................................

6

23

28

29

30

31

32

32

33

37

38

39

40

42

42

45

45

49

52

60

vii

19. (a). Lengkung Sedimen DAS Air Anak, (b). Lengkung Sedimen DASTalang Bandung .......................................................................................

20. Peta kemiringan Lereng DAS Air Anak ..........................................................

21. Peta kemiringan Lereng DAS Talang bandung ..............................................

22. Desain Check DAM Sungai Air Anak ............................................................

23. Desain Check DAM Sungai Talang Bandung .................................................

52

60

60

69

70

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sungai merupakan sumber air yang menampung dan mengalirkan air serta

material bahan yang dibawanya dari bagian hulu. Aliran sungai mengalir dari

daerah tinggi ke daerah yang lebih rendah dan pada akhirnya akan bermuara ke

laut.

Daerah tangkapan sungai adalah dimana sungai mendapat air dan merupakan

daerah tangkapan hujan. Anak-anak sungai yang ada di dalam DAS akan

selalu mengikuti aturan yaitu bahwa aliran tersebut akan selalu dihubungkan

oleh suatu jaringan. Arah dimana cabang dan arah sungai mengalir ke sungai

yang lebih besar akan membentuk suatu pola aturan tertentu. Pola yang

terbentuk tergantung dengan kondisi topografi, geologi dan iklim yang terdapat

di dalam DAS tersebut dan secara keseluruhan akan membentuk karakteristik

sungai.

Permasalahan yang sering terjadi di daerah hulu adalah masalah erosi yang

menyebabkan terjadinya sedimentasi. Sedimentasi sendiri adalah proses

pengangkutan dan pengendapan material tanah/kerak bumi yang disebabkan

2

oleh penurunan kualitas lahan. Sedimentasi dapat menyebabkan pendangkalan

sungai, saluran-saluran irigasi, muara-muara sungai di bagian hilir, mengurangi

umur efektif waduk, dan dapat merusak penampang sungai serta bangunan

teknik sipil di sepanjang sungai.

Mengetahui besarnya erosi yang terjadi di suatu wilayah merupakan hal yang

penting karena selain dapat mengetahui banyaknya tanah yang terangkut juga

dapat digunakan sebagai salah satu jalan untuk mencari sebuah solusi dari

permasalahan tersebut. Prediksi erosi dapat dilakukan secara langsung maupun

tidak langsung yaitu melalui model prediksi erosi. Prediksi erosi yang

dilakukan secara langsung menemui banyak kendala, salah satunya adalah

waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan cukup lama. Sehingga digunakan

sebuah model prediksi erosi, model prediksi erosi itu sendiri cukup beragam,

salah satunya adalah USLE (Universal Soil Loss Equation). Dimana USLE

dirancang untuk memprediksi erosi jangka panjang dari erosi lembar (Sheet

Erosion) dan erosi alur di bawah kondisi tertentu. Alasan utama penggunaan

metode USLE karena metode tersebut relatif sederhana dan input parameter

metode yang diperlukan mudah diperoleh (Arsyad,2000).

Dari data sedimen yang diperoleh digunakan untuk menganalisa daya tampung

bendung penahan (check dam). Bendung penahan (check dam) digunakan

untuk mengurangi terjadinya sedimen di sungai Way Besai yang bisa

menyebabkan penumpukan sedimen pada intake bendungan Way Besai.

3

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana laju sedimentasi yang

terjadi di Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung serta menganalisis

jangka waktu untuk melakukan pemeliharaan check dam.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Pengukuran sedimentasi suspended pada Sungai Air Anak dan Sungai

Talang Bandung yang terdiri dari pengambilan contoh air dan

pemeriksaan laboratorium.

2. Pengukuran debit yang dilakukan dengan cara pengukuran tinggi muka

air, pengukuran kecepatan aliran dan pengukuran penampang

melintang sungai.

3. Menggunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation) dalam

menganalisis perkiraan besarnya erosi.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini memiliki beberapa tujuan antara lain :

1. Mengetahui besarnya laju sedimen (Qs) yang terangkut di sepanjang

Sungai Air Anak dan Sungai Talang Bandung.

2. Mengetahui waktu penuh check dam Sungai Air Anak dan Sungai

Talang Bandung.

4

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan memiliki manfaat sebagai berikut :

1. Menjadi referensi dalam memperkirakan perbaikan bendung penahan

(check dam).

2. Memberi masukan bagi para pembaca untuk mengembangkan bentuk-

bentuk pengelolaan sungai khususnya berkaitan dengan sedimentasi.

3. Memberikan pengetahuan dan pengalaman bagi peneliti.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hidrologi

Hidrologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang air dalam segala

bentuknya (cairan, gas, maupun padat) di dalam dan di atas permukaan

tanah. Termasuk di dalamnya adalah penyebaran, daur dan perilakunya,

sifat- sifat fisik dan kimianya, serta hubungannya dengan unsur-unsur

dalam air itu sendiri. Sedangkan siklus hidrologi adalah suatu proses

perputaran atau daur ulang air yang berurutan secara terus-menerus.

Dengan adanya siklus hidrologi maka keberadaan air di permukaan bumi

secara keseluruhan relatif tetap. Air yang ada di permukaan bumi,

misalnya air danau, air sungai, rawa-rawa, gletser, lautan dan waduk,

karena penyinaran matahari berubah menjadi uap dan karena tiupan angin

dapat membubung tinggi, serta karena suhu semakin rendah uap air dapat

membeku sehingga jatuh ke bumi yang disebut hujan.

6

Gambar 1. Siklus Terjadinya Hidrologi

2.2 Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai

fenomena hidrologi. Fenomena hidrologi seperti besarnya curah hujan,

temperatur, penguapan, lamanya penyinaran matahari, kecepatan angin,

debit sungai, tinggi muka air, selalu berubah menurut waktu. Untuk suatu

tujuan tertentu data-data hidrologi dapat dikumpulkan, dihitung, disajikan,

dan ditafsirkan dengan menggunakan prosedur tertentu (Yuliana, 2008).

Tujuan dari analisis frekuensi data hidrologi adalah mencari hubungan

antara besarnya kejadian ekstrim terhadap frekuensi kejadian dengan

menggunakan distribusi probabilitas. Analisis frekuensi dapat diterapkan

untuk data debit sungai atau data hujan. Data yang digunakan adalah data

debit atau hujan maksimum tahunan, yaitu data yang terjadi selama satu

tahun yang terukur selama beberapa tahun (Triadmodjo,2008).

6















6















7

2.2.1 Curah Hujan Kawasan (Areal Rainfall)

Hujan kawasan (Areal Rainfall) merupakan hujan rerata yang terjadi

dalam daerah tangkapan hujan di suatu Daerah Aliran Sungai (DAS).

Hujan rata-rata kawasan dihitung berdasarkan hujan yang tercatat

pada masing-masing stasiun penakar hujan (point rainfall) yang ada

dalam suatu kawasan DAS.

Metode yang umum digunakan dalam menghitung hujan rata-rata

suatu kawasan adalah Metode Rata-rata Aljabar (Mean Aritmatic

Method), Metode Ishoyet, dan Metode Poligon Thiessen.

Dalam penelitian ini digunakan Metode Poligon Thiessen dengan

persamaan sebagai berikut :

αn = n

A........................................................................... (1)

= R1.α1 + R2.α2 + ….. + Rn.αn .................................. (2)

Dimana :

α1,α2,αn = Koefesien Thiessen

An = Luas poligon (km2)

ΣA = Luas poligon total (km2)

= Hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm)

R1,R2,R3 = Hujan yang tercatat pada stasiun 1 sampai stasiun

n (mm)

8

2.2.2 Parameter Statistik Analisis Data Hidrologi

Pengukuran parameter statistik yang sering digunakan dalam analisis

data hidrologi adalah dispersi. Pengukuran dispersi dilakukan karena

tidak semua variat dari variabel hidrologi sama dengan nilai reratanya,

tetapi ada yang lebih besar atau lebih kecil. Penyebaran data dapat

diukur dengan deviasi standar dan varian.

Varian dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

S = ∑ ( i− rerata)2 ........................................... (3)

Koefesien varian ini adalah nilai perbandingan antara deviasi standard

dan nilai rerata yang mempunyai bentuk :

Cv = ........................................................................... (4)

Kemencengan (skewness) dapat digunakan untuk mengetahui derajat

ketidaksimetrisan dari suatu bentuk distribusi dan mempunyai bentuk:

Cs =∑ ( i )3( )( ) 3 ........................................................... (5)

Koefesian kurtosis diberikan oleh persamaan berikut:

Ck =2 ∑ ( i )4( )( )( ) 4 .................................................... (6)

Tabel 1. Parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis Distribusi

Jenis Distribusi Syarat

Metode NormalCs ≈ 0Ck ≈ 3

Metode Log NormalCs (Log X) = 0Ck (Log Y) = 3

Metode GumbelCs ≤ 1,14Ck ≤ 5,4

Metode Log Pearson III Cs ≠ 0

9

2.3 Analisis Frekuensi

Analisis frekuensi dalam hidrologi digunakan untuk memperkirakan curah

hujan atau debit rancangan dengan kala ulang tertentu. Analisi frekuensi

dalam hidrologi sendiri didefinisikan sebagai perhitungan atau peramalan

suatu peristiwa hujan atau debit yang menggunakan data historis dan

frekuensi kejadiannya. Jenis distribusi yang banyak digunakan untuk

analisis frekuensi dalam hidrologi antara lain:

2.3.1 Distribusi Normal

Distribusi normal adalah simetris terhadap sumbu vertikal dan

berbentuk lonceng yang juga disebut distribusi Gauss. Fungsi

distribusi normal mempunyai bentuk:

P(X) = √ ( )2/ 2

............................................ (7)

Dimana:

P(X) = fungsi densitas peluang normal

X = variabel acak kontinyu

μ = rata – rata nilai X

σ = simpangan baku dari X

2.3.2 Distribusi Log Normal

Jika variabel acak Y = Log x terdistribusi secara normal, maka x

dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Ini dapat dinyatakan

dengan model matematika dengan persamaan:

10

YT = Y + KTS ............................................................. (8)

Dimana:

YT = Besarnya nilai perkiraan yang diharapkan terjadi

dengan periode T

Y = nilai rata – rata hitung sampel

KT = faktor frekuensi

S = standart deviasi nilai sampel

2.3.3 Distribusi Gumbel

Rumus-rumus yang digunakan untuk menentukan curah hujan

rencana menurut metode Gumbel adalah sebagai berikut :

R = Rrerata + Ks......................................................... (9)

Dengan K adalah frekuensi faktor yang bisa dihitung dengan

persamaan berikut:

y = yn + Kσn ................................................................ (10)

dimana:

R = besarnya curah hujan dengan periode ulang t

Rrerata = curah hujan harian maksimum rata – rata

K = faktor frekuensi

S = standar deviasi

Yn = nilai rerata

σn = deviasi standar dari variat gumbel

11

2.3.4 Distribusi Log Pearson Tipe III

Bentuk kumulatif dari distribusi Log-Pearson Tipe III dengan nilai

variatnya X apabila digambarkan pada kertas peluang logaritmik

(logarithmic probability paper) akan merupakan model matematik

persamaan garis lurus. Persamaan garis lurusnya adalah:

Y = - KS

Dimana:

Y = nilai logarimik dari X

= nilai rata-rata dari Y

S = standart deviasi dari Y

K = karakteristik dari distribusi Log-Pearson

Dalam pemakainan sebaran log pearson III harus perlu

dikonversikan dengan rangkaian data menjadi bentuk logaritma,

yaitu:

Log RT = Log Rrerata + KSx ..................................... (11)

Log =∑

.......................................................... (12)

Sx =∑ LogRi-Log Rrerata

3

n-1............................................... (13)

Cs =∑( i rerata)3(( )( )( ))3 ............................................ (14)

Dimana :

RT = besarnya curah hujan dengan periode ulang t(mm)

Log Rrerata = curah hujan maksimum rata-rata dalam harga

ddlogaritmik

12

Sx = Standar deviasi dari rangkaian data dalam harga

ddlogaritmik

Cs = koefisien skewness

n = jumlah tahun pengamatan

Ri = curah hujan pada tahun pengamatan ke i

2.4 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi

Pemeriksaan uji kesesuaian ini bertujuan untuk mengetahui apakah

distribusi frekekuensi yang telah dipilih bisa digunakan atau tidak untuk

serangkaian data yang tersedia. Uji kesesuaian ini ada dua macam yaitu

chi kuadrat dan smirnov kolmogorov.

2.4.1 Uji Chi Kuadrat

Uji ini digunakan untuk menguji simpangan secara vertikal yang

ditentukan dengan rumus berikut :

X2 = ∑ ( )2..................................................... (15)

Dimana:

X2 = parameter chi kuadrat terhitung

Ef = frekuensi teoritis kelas K

Of = frekuensi pengamatan kelas K

Jumlah kelas distribusi dan batas kelas dihitung dengan rumus :

K = 1 + 3.22Log n ..................................................... (16)

dimana :

13

K = jumlah kelas distribusi

n = banyaknya data

Besarnya nilai derajat kebebasan (DK) dihitung degan rumus :

Dk = K − (1 + P) ....................................................... (17)

Dimana :

Dk = derajat kebebasan

K = jumlah kelas distribusi

P = banyaknya keterkaitan untuk sebaran chi kuadrat = 2

Nilai X2 yang diperoleh harus lebih kecil dari nilai Xc2 (Chi

Kuadrat Kritik) untuk suatu drajat nyata tertentu yang sering

diambil 5%.

2.4.2 Uji Smirnov Kolmogorv

Pengujian ini dilakukan dengan menggambarkan probabilitas untuk

tiap data, yaitu dari peredaan distribusi empiris dan distribusi

teoritis yang disebut dengan Δ. Dalam bentuk persamaan ditulis

sebagai berikut :

Δ = maksimum [P(Xm) – P’(Xm)] < Δcr .................. (18)

Dimana :

Δ = selisih antara peluang teoritis dan empiris

Δcr = simpangan kritis

P(Xm) = peluang teoritis

P’(Xm)= peluang empiris

14

Perhitungan peluang empiris dan teoritis dengan persamaan

Weibull (Soemarto, 1986) :

P = m/(n + 1) ............................................................ (19)

P’ = m/(n – 1) ............................................................ (20)

Dimana :

m = nomor urut data

n = jumlah data

2.5 Liku Kalibrasi (Rating Curve)

Liku kalibrasi (rating curve) adalah hubungan grafis antara tinggi muka air

dan debit. Liku ini diperlukan dalam banyak analisis, sehingga perlu

disiapkan dengan cermat. Liku kalibrasi dapat diperoleh dengan sejumlah

pengukuran yang terencana, dan mengkorelasikan dua variabel yaitu tinggi

muka air dan debit sungai di suatu titik kontrol. Hubungan ini bersifat

khas, dan merefleksikan pengaruh menyeluruh (integral influence) dari

sistem DAS, khususnya sifat pangsa (segment reach) sungai di sebelah

hulu titik kontrol.

Hubungan grafis antara variabel tinggi muka air dan debit dapat dilakukan

dengan cara sederhana, yaitu menghubungkan titik-titik pengukuran

dengan garis lengkung di atas kertas grafik. Namun hendaknya disadari

bahwa meskipun cara ini paling mudah, tetapi mengandung unsur

subyektifitas yang cukup tinggi. Oleh sebab itu, liku kalibrasi hendaknya

diperoleh dengan cara-cara statistik, matematik, ataupun dengan secara

langsung menggunakan program komputer yang banyak tersedia.

15

Menurut Harto (2000) umumnya untuk memudahkan pemakaian liku

kalibrasi selanjutnya, dikehendaki liku kalibrasi yang berupa garis lurus,

yaitu dengan menggambarkan kedua variabel tersebut di atas kertas

logaritmik.

Persamaan yang selama ini cukup baik yaitu dalam bentuk :

Q = A (H + H)B .................................(1)

Dengan : Q = Debit, dalam m3/det

A, B = Tetapan

H = Tinggi muka air (mm, cm, atau m)

ΔH = Angka koreksi

Dalam penentuan persamaan tersebut, jumlah dan jangkau (range) data

sangat penting. Diharapkan agar data yang dikumpulkan di lapangan tidak

hanya cukup banyak, akan tetapi juga mencakup jangkau maksimal.

Dalam prakteknya pengumpulan data sekunder dari instansi terkait, sangat

banyak dijumpai sebagian besar data terkonsentrasi pada debit-debit

rendah, sedangkan data pada debit tinggi biasanya sangat terbatas.

2.6 Bendung Penahan (Check Dam)

Tanggul penghambat atau cek dam adalah bendungan kecil dengan

konstruksi sederhana (urukan tanah atau batu), dibuat pada alur jurang atau

sungai kecil. Tanggul penghambat berfungsi untuk mengendalikan

sedimen dan aliran permukaan yang berasal dari daerah hulu sungai.

Tanggul penghambat dibuat dengan luas daerah tangkapan air dari 100 –

16

250 ha, dan dapat lebih luas untuk wilayah-wilayah tertentu yang

mempunyai curah hujan yang rendah. Tinggi dan panjang bendungan

maksimal adalah 10 meter tergantung pada kondisi geologi dan topografi

lokasi yang bersangkutan. Pembuatan tanggul penghambat biasanya

dilakukan pada musim kemarau.

Keuntungan

Menghindari pendangkalan waduk/sungai yang ada di hilirnya.

Mengendalikan aliran permukaan di daerah hilir

Menyediakan air untuk kebutuhan air minum, air rumah tangga,

pengairan daerah di sebelah bawahnya (terutama pada musim

kemarau), ternak dan sebagainya.

Meningkatkan permukaan air tanah daerah sekitar tanggul

penghambat

Pengembangan perikanan di daerah genangan tanggul penghambat

Pebaikan iklim mikro setempat

Untuk rekreasi

Kelemahan

Perlu pemeliharaan termasuk pengerukan sedimentasi

2.6.1 Usia/Umur Check Dam

Batas usia umur check dam ditentukan oleh naiknya tinggi elevasi

muka air di sungai air anak. Di dalam perencanaan pembuatan

check dam diadakan pembagian ruang dalam volume check dam,

yaitu bagian volume yang airnya dapat atau tidak dapat diatur

17

melaui suatu pintu pengatur air. Volume diatas bidang horizontal

melaui intake merupakan volume Life Storage,sedangkan volume

di bawahnya disebut Dead Storage (Kantong Lumpur).

Dead Storage inilah yang menentukan perhitungan umur suatu

check dam. Dead Storage merupakan ruangan yang khusus

disediakan untuk menampung sedimen yang terbawa aliran sungai

yang bermuara di waduk maupun yang terbawa air hujan sekitar

waduk.

Jika tingkat sedimentasi sudah mengisi semua bagian dead storage

maka pada saat itulah endapan atau sedimentasi mulai menginjak

daerah Life Storage, endapan perlahan akan sampai pada tingkatan

terganggunya fungsi intake dalam pengaturan air keluar waduk.

Jika fungsi intake sudah terganggu oleh sedimen, pengeluaran air

tidak bisa diatur maka waduk tidak bisa berfungsi sebagai

pembangkit tenaga listrik.

Tahap-tahap pengendapan pada saat pengisian check dam

(impounding) maupun saat pengoperasian check dam :

Air mengisi bagian yang terendah dari check dam,

pengendapan terjadi pada saat kecepatan air mendekati nol.

jadi pada saat pertama pengisian check dam praktis endapan

berada pada daerah dead storage (kantong Lumpur).

18

Saat daerah dead storage sudah mulai penuh air, endapan yang

terbawa aliran mulai mengendap di check dam yang praktis

kecepatan airnya mendekati nol.

Tahap pengisian sampai air penuh (tinggi muka air/ketinggian

ambang pelimpah /spillway), endapan berada pada daerah life

storage dimana sungai atau anak sungai bermuara.

Pada tahap operasi TMA (Tinggi Muka Air) check dam mulai

surut, endapan yang telah terjadi di daerah life storage tergerus

aliran sungai terbawa ke daerah lebih rendah. Bila operasi

check dam misalnya pada musim kering di bawah normal,

sehingga TMA terendah sudah berada di bidang antara life

storage dan dead storage maka endapan yang terjadi

sebelumnya di life storageterkikis aliran sungai masuk ke

daerah dead storage. Begitu keadaan endapan sepanjang tahun

berulang sampai berakhirnya endapan menutup intake yang

dikatakan tersebut diatas sebagai saat berakhirnya umur

manfaat check dam untuk keperluan menahan laju sedimentasi.

2.6.2 Perhitungan Usia/Umur Check Dam

Usia atau Umur check dam adalah waktu yang diperlukan endapan

mengisi semua volume kantong Lumpur (Dead Storage) sampai

saat intake tertutup endapan.

Endapan yang terjadi pada suatu check dam dalam waktu tertentu

adalah volume endapan butiran dari tanah tererosi oleh air pada

19

daerah pengaliran (catchment area) yang masuk ke check dam

tersebut dikurangi volume endapan butiran yang keluar dari check

dam pada jangka waktu tertentu. Sehingga sisa umur check dam

dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

Sisa umur Check Dam = ....... (21)

2.7. Erosi dan Sedimentasi

Erosi dan Sedimentasi merupakan proses terlepasnya butiran tanah dari

induknya di suatu tempat dan terangkutnya material tersebut oleh

gerakan air atau angin kemudian diikuti dengan pengendapan material

yang terdapat di tempat lain (Suripin, 2002). Terjadinya erosi dan

sedimentasi menurut Suripin (2002) tergantung dari beberapa faktor yaitu

karakteristik hujan, kemiringan lereng, tanaman penutup dan kemampuan

tanah untuk menyerap dan melepas air ke dalam lapisan tanah dangkal,

dampak dari erosi tanah dapat menyebabkan sedimentasi di sungai

sehingga dapat mengurangi daya tampung sungai. Sejumlah bahan erosi

yang dapat mengalami secara penuh dari sumbernya hingga mencapai

titik kontrol dinamakan hasil sedimen (sediment yield). Hasil sedimen

tersebut dinyatakan dalam satuan berat (ton) atau satuan volume (m3)

dan juga merupakan fungsi luas daerah pengaliran. Dapat juga dikatakan

hasil sedimen adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang

terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan

tempat tertentu (Asdak, 2002).

20

Dari proses sedimentasi, hanya sebagian aliran sedimen di sungai yang

diangkut keluar dari DAS, sedangkan yang lain mengendap di lokasi

tertentu dari sungai.

Proses sedimentasi dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu :

1. Proses sedimentasi secara geologis

Sedimentasi secara geologis merupakan proses erosi tanah yang

berjalan secara normal, artinya proses pengendapan yang

berlangsung masih dalam batas - batas yang diperkenankan atau

dalam keseimbangan alam dari proses degradasi dan agradasi pada

perataan kulit bumi akibat pelapukan.

2. Proses sedimentasi yang dipercepat

Sedimentasi yang dipercepat merupakan proses terjadinya

sedimentasi yang menyimpang dari proses secara geologi dan

berlangsung dalam waktu yang cepat, bersifat merusak atau

merugikan dan dapat mengganggu keseimbangan alam atau

kelestarian lingkungan hidup. Kejadian tersebut biasanya

disebabkan oleh kegiatan manusia dalam mengolah tanah. Cara

mengolah tanah yang salah dapat menyebabkan erosi tanah dan

sedimentasi yang tinggi.

2.7.1 Mekanisme Pengangkutan Sedimen

Proses pengangkutan sedimen (sediment transport) dapat

diuraikan meliputi tiga proses sebagai berikut :

21

1. Pukulan air hujan (rainfall detachment) terhadap bahan

sedimen yang terdapat di atas tanah sebagai hasil dari erosi

percikan (splash erosion) dapat menggerakkan partikel-

partikel tanah tersebut dan akan terangkut bersama- sama

limpasan permukaan (overland flow)

2. Limpasan permukaan (overland flow) juga mengangkat

bahan sedimen yang terdapat di permukaan tanah,

selanjutnya dihanyutkan masuk ke dalam alur- alur (rills),

dan seterusnya masuk ke dalam selokan dan akhirnya ke

sungai.

3. Pengendapan sedimen, terjadi pada saat kecepatan aliran

yang dapat mengangkat (pick up velocity) dan mengangkut

bahan sedimen mencapai kecepatan pengendapan (settling

velocity) yang dipengaruhi oleh besarnya partikel-partikel

sedimen dan kecepatan aliran.

Konsentrasi sedimen yang terkandung pada pengangkutan

sedimen adalah dari hasil erosi total (gross erosion)

merupakan jumlah dari erosi permukaan (interillerosion)

dengan erosi alur (rill erosion).

2.7.2 Mekanisme Transportasi Sedimen

Ada dua kelompok cara mengangkut sedimen dari batuan

induknya ke tempat pengendapannya, yakni supensi

22

(suspendedload) dan bedload transport. Di bawah ini

diterangkan secara garis besar ke duanya:

1. Suspensi

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 prosentase 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 berupa cairan maupun udara, dalam 3 cara yang

berbeda: menggelundung (rolling), menggeser (bouncing) dan

larutan (suspension) seperti Gambar 2.

23

Gambar 2. Ragam Gerakan Sedimen dalam Media Cair

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 karena gaya gravitasi yang ada mampu 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 dari butiran pasir

dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inersia

butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan- gerakan sedimen

tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa

mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.

24

Berdasarkan pada jenis 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 partikelnya. Menurut

ukurannya, sedimen dibedakan menjadi beberapa jenis seperti

pada Tabel 2. (Asdak, 2007)

Tabel 2. Jenis sedimen berdasarkan ukuran partikel

Jenis

Sedime

n

Ukuran

partikel (mm)Liat <0.0039

Debu 0.0039-0.0625Pasir 0.0625 – 2.00

Pasir besar 2.00 – 64(Sumber : Asdak, 2007)

2.7.3 Sediment Delivery Ratio (SDR)

Sediment Delivery Ratio merupakan perkiraan rasio tanah yang

diangkut akibat erosi lahan saat terjadinya limpasan (Wischmeier

and Smith, 1978). 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 ............................................... (22)

dimana :

SDR = Sediment Delivery Ratio

A = Luas Das (km2)

Hubungan luas DAS dan besarnya SDR dapat dilihat pada tabel

3 dibawah ini.

25

Tabel 3. Hubungan Luas DAS dan Sediment Delivery Ratio (SDR)

Luas SDR

Km2Km2 Ha

0.10 10 0.100.50 50 0.501.00 100 1.005.00 500 5.0010.00 1000 10.0050.00 5000 50.00100.00 10000 100.00500,00 50.000 500,00

(Sumber : Arsyad, 2000)

2.7.4 Perkiraan Besar Sedimen

Kecepatan aliran sungai biasanya lebih besar pada badan sungai

dibandingkan di tempat dekat dengan permukaan tebing ataupun

dasar sungai, dalam pola aliran sungai yang tidak menentu

(turbulance flow) tenaga momentum yang diakibatkan oleh

kecepatan aliran yang tak menentu tersebut akan dipindahkan ke

arah aliran air yang lebih lambat oleh gulungan-gulungan air yang

berawal dan berakhir secara tidak menentu juga. Gulungan-

gulungan aliran air akan mengakibatkan terjadinya bentuk

perubahan dari tenaga kinetis yang dihasilkan oleh adanya

gerakan aliran sungai menjadi tenaga panas, yang berarti

bahwa ada tenaga yang hilang akibat gerakan gulungan aliran

air tersebut. Namun ada juga sebagian tenaga kinetis yang

bergerak ke dasar aliran sungai yang memungkinkan terjadinya

gerakan partikel-partikel besar sedimen yang berada di dasar

sungai dan dikenal sebagai sedimen merayap (Asdak, 2007).

26

Besarnya perkiraan hasil sedimen menurut Asdak (2007) dapat

ditentukan berdasarkan persamaan sebagai berikut :

Y = E (SDR) A .................................................. (23)

Dimana:

Y = Hasil sedimen per satuan luas

E = Erosi Jumlah

A = Luas Daerah Aliran Sungai.

SDR = Sediment Delivery Ratio (Nisbah Pelepasan Sedimen)

2.8. Metode USLE (Universal Soil Loss Equation)

Metode USLE dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith (1978) di

National Runoff and Soil Loss Data Centre. Metode ini merupakan suatu

metode yang memungkinkan perencana menduga laju rata-rata erosi dalam

suatu bidang tanah tertentu pada suatu kecuraman lereng dengan pola

hujan tertentu untuk setiap macam penanaman dan tindakan tindakan

konservasi tanah yang mungkin dilakukan atau yang sedang digunakan.

Metode ini akan menghasilkan perkiraan besarnya erosi gross. Untuk

menetapkan besarnya sedimen yang sampai pada lokasi embung, erosi

gross akan dikalikan dengan rasio pelepasan sedimen (sediment delivery

ratio).

Untuk menghitung perkiraan besarnya erosi yang terjadi di suatu DAS

dapat digunakan metode USLE, menurut Asdak C. (2007) dengan

formulasi:

27

E= R.K.LS.C.P ...................................................................... (24)

Dimana :

E = Jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun (ton/ha/tahun)

R = Indeks daya erosi curah hujan (erosivitas hujan) (KJ/ha)

K = Indeks kepekaan tanah terhadap erosi (erodibilitas tanah)

LS = Faktor panjang (L) dan curamnya (S) lereng

C = Faktor tanaman (vegetasi)

P = Faktor usaha-usaha pencegahan erosi

Kriteria tingkat bahaya erosi tanah dapat dikelompokan menjadi 5

tingkatan, seperti ditunjukan pada Tabel 4.

Tabel 4. Kelas tingkat bahaya erosi.

No. Besar Erosi (A) (ton/ha/th) Tingkat Bahaya ErosiKelas Klasifikasi

1 < 15 I Sangat Rendah2 15 – 60 II Rendah3 60 – 180 III Sedang4 180 – 480 IV Berat5 > 480 V Sangat Berat

(Sumber : Departemen Kehutanan. Direktorat Jendral Reboisasi dan Rehabilitasi (1998))

28

III. METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di DAS Air Anak dan DAS Talang Bandung yang

merupakan bagian dari Sub Daerah Aliran Sungai (DAS) Way Besai, yang

terletak di Kecamata Sumber jaya, Kabupaten Lampung Barat. DAS Air

Anak memiliki luas sebesar 5,68 km2 dan DAS Talang Bandung memiliki

luas sebesar 9,62 km2. Lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Lokasi Penelitian

3.2. Data yang digunakan

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer. Data primer

yang digunakan meliputi data sedimen berupa suspended, data curah

29

hujan, data kecepatan aliran air, dan data luas penampang sungai. Lokasi

pengambilan data primer terletak di Dusun Talang Bandung, Desa Sindang

Pagar, Kecamatan Sumber Jaya, Kabupaten Lampung Barat, Provinsi

Lampung.

3.3. Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian yang dilakukan meliputi beberapa tahapan yaitu:

tahapan pengambilan data curah hujan, tahapan pengukuran debit, tahapan

pengambilan sampel, tahapan pengujian sampel, analisis hidrologi, analisis

perkiraan besarnya erosi, analisis perkiraan besarnya sedimentasi, dan

analisis umur check dam.

3.3.1 Tahapan Pengukuran Curah Hujan

Pengukuran curah hujan dilakukan dengan menggunakan alat

AWLR (Automatic Water Level Recorder).

Gambar 4. AWLR (Automatic Water Level Recorder)

30

3.3.2 Tahapan Pengukuran Debit

Pengukuran debit dilakukan dengan cara manual meliputi

pengukuran luas penampang sungai dengan menggunakan alat

berupa patok, tali, dan peilschaal (meteran), dan pengukuran

kecepatan aliran sungai dengan alat curent meter.

1. Tahapan pengukuran luas penampang sungai terdiri dari :

a. Pemasangan patok di kedua sisi sungai

b. Mengikat tali yang telah diberi tanda ke patok yang telah

dipasang di kedua sisi sungai, dengan jarak masing-

masing tanda satu meter.

c. Pengukuran kedalaman sungai dengan menggunakan

peilschaal (meteran) setiap satu meter dari sisi sungai.

Gambar 5. Pengukuran Kedalaman Sungai

2. Pengukuran kecepatan aliran pada masing-masing sungai

dengan alat Current meter setiap satu meter lebar dari sisi

sungai.

31

Gambar 6. Pengukuran Kecepatan aliran Sungai

3. Pembuatan liku kalibrasi (rating curve). Liku kalibrasi dapat

diperoleh dengan sejumlah pengukuran yang terencana dan

pembuatannya dilakukan dengan cara mencari hubungan

antara tinggi muka air dengan debit. Setelah itu diplotkan

pada kertas grafik atau program komputer, dan membuat

hubungan grafis antara kedua item tersebut dengan cara

sederhana yaitu menghubungkan titik-titik pengukuran dengan

garis lengkung di atas kertas grafik atau dengan cara

menggunakan program komputer. Dan mencari persamaan

hubungan antara tinggi muka air dengan debit.

3.3.3 Tahapan Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel sedimen suspended load dilakukan dengan

metode point-integrating menggunakan alat botol plastik.

Pelaksanaan pengambilan sampel dilakukan setiap 5 menit, dengan

cara sebagai berikut :

a. Menyiapkan botol plastik sebagai alat pengambilan sedimen.

32

Gambar 7. Botol Plastik

b. Mengambil sampel sedimen dengan mengarahkan botol

plastik searah aliran sungai dan diletakan kira-kira berada di

tengah penampang sungai.

Gambar 8. Pengambilan Sampel Sedimen

c. Memasukan sampel sedimen kedalam kantong plastik, agar

sampel sedimen terjaga keasliannya hingga pengujian sampel.

33

(a) (b)

Gambar 9. (a) Sampel sedimen dimasukan ke kantong plastik, (b) Sampelsedimen dalam kantong plastik

3.3.4 Tahapan Pengujian Sampel

Tahapan pegujian sampel sedimen yang diambil pada titik kontrol

dilakukan di laboratorium untuk mendapatkan data total suspended

solid. Alat yang digunakan meliputi: gelas ukur, oven dan

timbangan.

3.3.5 Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi dilakukan dengan menggunakan metode

regionasi dengan DAS Talang Bandung untuk menentukan nilai

debit pada DAS Air Anak. Adapun langkah-langkah dalam

analisis hidrologi adalah sebagai berikut:

1. Perencanaan Daerah Aliran Sungai (DAS) beserta luasnya

dengan menggunakan metode Poligon Thiessen.

2. Melakukan analisis frekuensi curah hujan dengan

menggunakan statistika yang bertujuan untuk memprediksi

suatu besaran hujan dengan distribusi metode gumbel, log

34

pearson type III, dan log normal. Dari ketiga metode

tersebut dipilih metode yang paling sesuai dengan metode

chi kuadrat (chi square)

3. Mengubah data curah hujan menjadi intensitas hujan

bedasarkan distribusi hujan jam-jaman.

4. Perhitungan debit banjir rencana berdasarkan besarnya

curah hujan rencana di atas pada periode ulang T tahun.

3.3.6. Analisis Perkiraan Besarnya Erosi

Analisis perkiraan besarnya erosi pada DAS Way Besai dengan

menggunakan metode USLE. USLE merupakan suatu model

parametrik untuk memprediksi erosi dari suatu bidang tanah :

E = R.K.LS.C.P ......................................................... (26)

Dimana:

E = Perkiraan besarnya erosi total (ton/ha/tahun)

R = faktor erosivitas hujan

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 sedimentasi meliputi tahap-tahap

sebagai berikut:

35

1. Menentukan nilai faktor erosivitas hujan (R)

Perhitungan indeks erosivitas dilakukan berdasarkan data

hujan rata-rata kawasan. Indeks erosivitas hujan yang

dihitung adalah indeks erosivitas rata-rata setiap bulan

dalam setahun dengan menggunakan persamaan yang

ditunjukan pada persamaan (26).

2. Menentukan nilai pengelolaan tanaman (C) dan faktor usaha-

usaha pencegahan erosi (P)

Perhitungan indeks pengelolaan tanaman (C) dan faktor

usaha-usaha pencegahan erosi (P) didasarkan pada kondisi

tata guna lahan untuk masing-masing satuan lahan yang ada

dalam kawasan dan kemudian disesuaikan dengan tabel nilai

faktor pengelolaan tanaman.

3. Menentukan nilai indeks kemiringan lereng (Ls)

Perhitungan Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng pada

penelitian ini didasarkan pada Peta Kemiringan Lereng.

4. Menentukan nilai erosibilitas lahan (K)

Indeks Erosibilitas Lahan dihitung dengan

mempertimbangkan faktor-faktor tekstur tanah, struktur

tanah, permeabilitas tanah, dan bahan organik tanah

(Wischemeier, 1978).

5. Menghitung besarnya erosi

Berdasarkan hasil perhitungan beberapa faktor sebelumnya

dapat dihitung dan ditentukan besarnya tingkat bahaya erosi

36

di kawasan daerah tangkapan hujan Sungai Air Anak dengan

menggunakan persamaan USLE.

Pada tahapan ini dilakukan analisis prakiraan besarnya sedimen

dengan persamaan berikut:

Y = E (SDR) A ..................................................................................(27)

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)

3.3.8 Penanggulangan Sedimentasi

Membuat perencanaan pemeliharaan terhadap bendung penahan

(check dam), seperti pengerukan sedimen jika bendung penahan

sudah penuh.

3.3.9. Analisis Umur check dam

Analisis umur check dam dapat diketahui dengan persamaan

berikut:

Sisa umur Check Dam = ....... (28)

3.3.7 Analisis Perkiraan Besarnya Sedimentasi

37

4. Bagan Alir Penelitian

Gambar 10. Bagan Alir Penelitian

ya

Volume 1 Volume 2

Volume 1 = Volume 2

Mulai

Persiapan/Pengumpulan Data

1. Data Kecepatan Aliran Air 4 Data Tinggi Muka Air2. Data Curah Hujan 5. Data tata guna lahan3. Data Sedimen 6 Data kemiringan lahan

Perhitungan transpor sedimen

pada suatu titik kontrol di sungai

(sedimen terukur)

Metode analisis perkiraan

besarnya erosi dengan

menggunakan metode USSLE

Analisis perhitungan umur

check dam

Kesimpulan

Selesai

Volume Maximum

Tidak

38

5. Bagan Alir Perhitungan Sedimen Terukur

Gambar 11. Bagan Alir Perhitungan Sedimen Terukur

Mulai


1. Data Kecepatan Aliran Air 3 Data Tinggi Muka Air2. Data Sedimen

Pembuatan Liku Kalibrasi

Selesai

Debit

Pembuatan Lengkung Sedimen

Besaran Sedimen

39

6. Bagan Alir Perhitungan Sedimen dengan Menggunakan Metode USLE

Gambar 12. Bagan Alir Perhitungan Sedimen dengan Menggunakan MetodeUSLE

Mulai


1. Data Curah Hujan 3 Data Kemiringan Lahan2. Data Tutupan Lahan

Indeks

Erosivitas

Hujan ®

Selesai

Indeks

Erodibiitas

Lahan (K)

Indeks

Panjang dan

Kemiringan

Lereng (Ls)

Indeks

Pengelolaan

Tanaman

(C)

Indeks

Konservasi

Lahan (P)

Besaran Tingkat

Bahaya Erosi

Perhitungan

Nilai SDR

Besaran Sedimen

40

7. Bagan Alir Perhitungan Analisis Usia/Umur Check DAM

Gambar 13. Bagan Alir Perhitungan Analisis Usia/Umur Check DAM

Mulai


1. Data Dimensi Check DAM 3 Besaran Sedimen2. Data Dimensi Sungai

Volume Tertampung

Selesai

Volume Sedimen

Usia/Umur Check DAM

72

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya,

maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Laju sedimentasi Sungai Air Anak sebesar 4.043,0175 ton/tahun, besaran

sedimentasi total sebesar 4.447,3193 ton/tahun, dan besaran sedimentasi

dengan menggunakan metode USLE sebesar 3.306,3091 ton/tahun.

Sedangkan nilai laju sedimentasi pada Sungai Talang Bandung sebesar

12.273,9742 ton/tahun, besaran sedimentasi total sebesar 13.501,3716

ton/tahun, dan besaran sedimentasi dengan menggunakan metode USLE

sebesar 6.913,3709 ton/tahun.

2. Dari hasil analisis sedimentasi didapat volume sedimen untuk Sungai Air

Anak sebesar 3.706,0994 m3/tahun, sehingga check dam dengan dimensi

tinggi bangunan = 1 m dan lebar sungai = 5 m memiliki waktu penuh

selama 148 hari. Sedangkan Sungai Talang Bandung dengan volume

sedimen sebesar 11.251,1430 m3/tahun, dengan dimensi tinggi bangunan

= 1 m dan lebar sungai = 7,5 m memiliki waktu penuh check dam selama

73 hari.

73

5.2. Saran

Berdasarkan pengalaman dan pertimbangan setelah melakukan penelitian ini,

disarankan adanya perhatian pada hal-hal berikut:

1. Perlu adanya kegiatan atau gerakan untuk peduli terhadap lingkungan

sekitar DAS.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut penempatan check dam untuk

mengurangi sedimentasi.

DAFTAR PUSTAKA

Abdurachman, A., Abuyamin, S., dan Kurnia, U., 1984. Pengelolaan Tanah danTanaman Untuk Usaha Konservasi. Pusat Penelitian Tanah, Bogor.

Arsyad, S. 2000. Konservasi Tanah dan Air. Pembrit. IPB/IPB Pros. Cetakanketiga. Dargama, Bogor.

Asdak, C., (2002), Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, GadjahMada University Press, Yogyakarta.

Asdak, Chay. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.Yokyakarta: Gajah mada University Press.

Bappeda Provinsi Lampung, RT/RW Lampung Barat

Boyce, R., 1975. Sediment Routing and Sediment Delivery Ratios. In Present andProspective Technology for Predicting Sediment Yield and Sources, USDA.

C.D. Soemarto. 1986. Hidrologi Teknik. Usaha Nasional : Surabaya.

Direktorat Jendral Reboisasi dan Rehabilitasi Lahan. 1998. Pedoman PenyusunanRencana Teknik Lapangan Rehabilitasi Lahan dan Konservasi TanahDaerah Aliran Sungai. Departemen Kehutanan RI. Jakarta.

Mutreja, K.N., 1986. Applied Hydrology. Tata McGraw-Hill Publishing Company

Limitied. New Delhi.

Sri Harto, 2000. Hidrologi Teori Masalah penyelesaian. Nafiri, Jakarta.

Suripin. 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta: PenerbitAndi.

Suripin. (2004). Sistem Drainase Yang Berkelanjutan. UNDIP Semarang

Triatmodjo, Bambang.2008. Hidrologi Terapan. Beta Offset, Yogyakarta.

Wischmeier, W. H., and Smith, D.D.,1978. Predicting Rainfall Erosion Losses–AGuide To Conservation Planning. U.S Department of Agriculture,Agriculture Handbook No.537.

Yuliana, Silvya.2008.Kajian Ulang Hidrologi. Buku Ajar Fakultas TeknikUniversitas Indonesia, Jakarta.

ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAMdigilib.unila.ac.id/22796/9/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf ·...

Documents

Transcript of ANALISIS SEDIMENTASI DI CHECK DAMdigilib.unila.ac.id/22796/9/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf ·...