TINJAUAN PUSTAKA. Defenisi Daerah Aliran Sungai (DAS) Daerah Aliran Sungai (DAS) didefenisikan sebagai suatu wilayah daratan yang

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Defenisi Daerah Aliran Sungai (DAS) Undang-Undang RI No. 7 Tahun 2004 tentang Sumberdaya Air, pasal 1, Daerah Aliran Sungai (DAS) didefenisikan sebagai suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. Secara biogeofisik daerah hulu dimaksudkan sebagai daerah konservasi, dengan karakteristik memiliki kerapatan drainase lebih tinggi, merupakan daerah dengan kemiringan lereng besar (>15%), bukan daerah banjir, pengaturan pemakaian air ditentukan oleh pola drainase dan vegetasi umumnya adalah tegakan hutan. Sedangkan daerah DAS bagian hilir merupakan daerah pemanfaatan, mempunyai kerapatan drainase lebih kecil, merupakan daerah dengan kemiringan lereng kecil (<8%), pada beberapa tempat merupakan daerah banjir (genangan), pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi dan vegetasi umumnya adalah tanaman pertanian kecuali daerah pantai yang didominasi hutan bakau atau gambut. DAS bagian tengah merupakan daerah transisi dari kedua karakteristik biogeofisik DAS yang di atas dengan ciri utama penggunaan lahannya berupa lahan budidaya tanaman tahunan (perkebunan, agroforestry, hutan produksi dan sejenisnya) (Rauf et al, 2011).

2 Peranan Aliran Permukaan Terhadap Erosi Aliran permukaan adalah bagian dari air hujan yang tidak terabsorbsi oleh tanah dan tidak menggenang di permukaan tanah, tetapi bergerak ke tempat yang lebih rendah, mengumpul dalam parit dan saluran (Hillel, 1980 dalam Banuwa, 2013). Pergerakan aliran air di permukaan tanah akan mengangkut tanah dan bagian-bagian tanah sehingga mengakibatkan terjadinya erosi. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya aliran permukaan dapat dikelompokkan atas : (1) faktor presipitasi, yaitu lamanya hujan, distribusi dan intensitas hujan yang mempengaruhi laju dan volume aliran permukaan; dan (2) faktor DAS, yaitu ukuran, bentuk, topografi, geologi dan kondisi permukaan (Schwab, dkk., 1981 dalam Banuwa, 2013). Jumlah dan kecepatan aliran permukaan akan meningkat dengan semakin curamnya lereng, karena aliran permukaan dari bagian atas akan menambahkan air ke lereng bagian bawah dan menyebabkan bertambahnya kedalaman aliran (Troeh, dkk., 1980 dalam Banuwa, 2013). Aliran permukaan meningkat karena berkurangnya kapasitas infiltrasi tanah. Jumlah aliran permukaan yang meningkat akan mengurangi kandungan air tersedia dalam tanah, akibatnya pertumbuhan tanaman menjadi kurang baik. Berkurangnya pertumbuhan berarti berkurangnya sisa-sisa tanaman yang kembali ke tanah, akibatnya erosi akan semakin besar. Oleh karena erosi berkaitan dengan aliran permukaan, maka dengan meningkatnya aliran permukaan, erosi juga meningkat (Arsyad, 2010).

3 Proses Erosi Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagianbagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami, yaitu air atau angin. Erosi oleh angin disebabkan oleh kekuatan angin, sedangkan erosi oleh air disebabkan oleh kekuatan air. Erosi terjadi sebagai akibat aliran radiasi, angin atau air, dan seringkali karena kombinasi ketiga-tiganya. Tanah sangat peka terhadap radiasi, khususnya di daerah beriklim kering. Ketika suhu tanah terlalu tinggi atau tanah terlalu kering, misalnya setelah terjadi penggundulan dari vegetasi atau penutup mulsa, kehidupan tanah menjadi terancam, pertumbuhan dan berfungsinya akar menjadi tidak optimal, dan humus pada lapisan atas terurai. Sebagai akibatnya permukaan tanah liat akan tertutup karena terpaan air hujan, sedangkan tanah pasir akan kehilangan ikatannya. Keadaan seperti ini akan mengakibatkan meningkatnya erosi oleh air dan angin. Pengaruh negatif radiasi dan suhu yang tinggi dapat dikurangi dengan mencegah cahaya matahari agar tidak langsung mengenai permukaan tanah. Ini bisa dilakukan dengan menutup tanah langsung dengan vegetasi atau mulsa, atau dengan memberi naungan (Reijntjes et al, 1999). Dua macam erosi yaitu erosi normal dan erosi dipercepat. Erosi normal disebut juga erosi geologi atau erosi alami merupakan proses-proses pengangkutan tanah yang terjadi secara normal di lapangan melalui tahap-tahap : a. Pemecahan agregat-agregat tanah atau bongkah-bongkah tanah ke dalam partikel-partikel tanah yaitu butiran-butiran tanah yang kecil; b. Pemindahan partikel-partikel tanah tersebut baik dengan melalui penghanyutan ataupun karena kekuatan angin;

4 c. Pengendapan partikel-partikel tanah yang terangkut ke tempat-tempat yang lebih rendah atau di dasar-dasar sungai. Erosi secara alamiah dapat dikatakan tidak menimbulkan musibah yang hebat karena banyaknya partikel-partikel tanah yang dipindahkan atau terangkut seimbang dengan banyaknya tanah yang terbentuk di tempat-tempat yang lebih rendah. Erosi dipercepat adalah pengangkutan tanah yang menimbulkan kerusakan tanah sebagai akibat perbuatan manusia yang mengganggu keseimbangan antara proses pembentukan dan pengangkutan tanah (Kartasapoetra dkk, 1987). Macam dan Bentuk Erosi Berdasarkan penyebabnya erosi dapat dibedakan mejadi erosi percik (splash erosion) dan erosi gerusan (scour erosion). Erosi percik (splash erosion) adalah erosi yang disebabkan oleh pemecahan struktur tanah menjadi butir-butir primer tanah oleh energi kinetik butir-butir hujan. Energi kinetik butir-butir hujan ditentukan oleh massa dan kecepatan jatuh butir-butir hujan. Semakin besar massa dan kecepatan jatuh butir-butir hujan maka erosi percik juga akan semakin besar (Asdak, 2002). Erosi gerusan (scour erosion) adalah erosi yang disebabkan oleh gerusan aliran permukaan. Gerusan terjadi akibat adanya aliran permukaan tanah sehingga tanah mengalami pengangkutan. Apabila dibandingkan daya erosi antara erosi percik dan erosi gerusan, maka diyakini bahwa erosi percik jauh lebih erosif daripada erosi gerusan, hal ini berkaitan dengan kecepatan jatuh butir-butir hujan yang jauh lebih cepat daripada kecepatan aliran permukaan (Banuwa, 2013).

5 Para ahli menguraikan bentuk erosi ke dalam beberapa bentuk. Menurut bentuknya, erosi terbagi atas erosi lembar/kulit (sheet erosion atau interrill erosion), erosi alur (rill erosion), erosi parit (gully erosion), erosi tebing sungai (stream/river bank erosion), longsor (land slide) dan erosi internal. 1. Erosi Lembar (sheet erosion atau interrill erosion) Erosi lembar adalah pengangkutan lapisan tanah yang merata tebalnya dari suatu permukaan bidang tanah. Penyebab utama erosi ini adalah kekuatan jatuh butir-butir hujan dan aliran air di permukaan tanah. Dari segi energi, pengaruh butir-butir hujan lebih besar karena kecepatan jatuhnya sekitar 6 hingga 10 meter/detik, sedangkan kecepatan aliran air di permukaan tanah hanya 0,3 sampai 0,6 meter/detik. Karena erosi yang terjadi seragam maka bentuk erosi ini tidak segera terlihat. Proses erosi ini disadari setelah tanaman mulai ditanam di atas lapisan bawah tanah (subsoil) yang tidak baik bagi pertumbuhan tanaman. 2. Erosi Alur (rill erosion) Erosi alur terjadi karena air terkonsentrasi dan mengalir pada tempat-tempat tertentu di permukaan tanah sehingga pemindahan tanah lebih banyak terjadi pada tempat tersebut. Erosi alur biasanya terjadi pada tanah-tanah yang ditanam berbaris menurut lereng. Erosi lembar dan erosi alur lebih banyak dan lebih luas terjadinya dibandingkan dengan bentuk lain. 3. Erosi Parit (gully erosion) Proses terjadinya erosi parit sama dengan erosi alur, yang membedakan adalah pada erosi parit saluran-saluran yang terbentuk sudah sedemikian dalam sehingga tidak dapat dihilangkan dengan pengolahan tanah biasa. Erosi parit yang baru terbentuk berukuran sekitar 40 cm lebarnya dengan kedalaman sekitar 25

6 cm. Erosi parit yang telah lanjut dapat mencapai 30 m dalamnya. Erosi parit dapat berbentuk V atau U, tergantung dari kepekaan erosi substratnya. Diantara kedua bentuk tersebut bentuk U lebih sulit diperbaiki daripada bentuk V. 4. Erosi Tebing Sungai (stream/river bank erosion) Erosi tebing sungai terjadi sebagai akibat pengikisan tebing oleh air yang mengalir dari bagian atas tebing atau oleh terjangan arus air yang kuat pada kelokan sungai. Erosi tebing akan lebih hebat terjadi jika vegetasi penutup tebing telah habis atau jika dilakukan pengolahan tanah yang terlalu dekat tebing. 5. Longsor (land slide) Longsor adalah suatu bentuk erosi yang pengangkutan atau pemindahan tanahnya terjadi pada suatu saat dalam volume yang besar. Longsor terjadi sebagai akibat meluncurnya suatu volume tanah di atas suatu lapisan agak kedap air yang jenuh air. Lapisan tesebut yang terdiri dari liat atau mengandung kadar liat tinggi setelah jenuh air berlaku sebagai peluncur. 6. Erosi Internal Erosi internal adalah terangkutnya butir-butir primer ke bawah ke dalam celah-celah atau pori-pori tanah sehingga tanah menjadi kedap air dan udara. Erosi internal tidak menyebabkan kerusakan yang berarti oleh karena sebenarnya bagian-bagian tanah tidak hilang ke tempat lain, dan tanah akan baik kembali jika strukturnya diperbaiki. Akan tetapi erosi internal menyebabkan menurunnya kapasitas infiltrasi tanah dengan cepat sehingga aliran permukaan meningkat yang menyebabkan terjadinya erosi lembar atau erosi alur. Erosi internal juga disebut erosi vertikal. (Arsyad, 1989).

7 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Erosi Banyak faktor yang mempengaruhi laju erosi. Morgan (1979) mengemukakan bahwa terjadinya erosi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya : curah hujan, aliran permukaan, jenis tanah, lereng, penutup tanah, jumlah penduduk dan ada atau tidaknya tindakan konservasi tanah. Secara ringkas Baver (1959) menyatakan bahwa erosi merupakan hasil interaksi kerja antara faktor-faktor iklim, topografi, vegetasi, tanah dan tindakan manusia terhadap tanah, yang dapat dinyatakan dalam suatu persamaan deskriptif berikut : EE = ff (ii, rr, vv, tt, mm) Keterangan : E = erosi F = faktor-faktor yang mempengaruhi atau menimbulkannya i = iklim r = relief atau topografi v = vegetasi t = tanah m = manusia Iklim Di daerah beriklim basah faktor iklim yang mempengaruhi erosi adalah hujan. Besarnya curah hujan, intensitas, dan distribusi hujan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan dan kerusakan erosi. Besarnya curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Oleh karena itu besarnya curah hujan dapat dinyatakan dalam

8 meter kubik (m 3 ) per satuan luas atau secara lebih umum dinyatakan dalam tinggi air yaitu milimeter (mm). Besarnya curah hujan dapat dimaksudkan untuk satu kali hujan atau untuk masa tertentu seperti per hari, per bulan, per musim, atau per tahun. Topografi Kemiringan dan panjang lereng adalah dua unsur topografi yang paling berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Unsur lain yang berpengaruh adalah konfigurasi, keseragaman dan arah lereng. Kemiringan lereng dinyatakan dalam derajat atau persen. Kecuraman lereng 100% sama dengan kecuraman Semakin curam lereng maka kecepatan aliran permukaan dan energi angkut air akan semakin besar (Arsyad, 2010 dalam Banuwa, 2013). Panjang lereng dihitung mulai dari titik pangkal aliran permukaan sampai suatu titik dimana air masuk ke dalam saluran atau sungai, atau dimana kemiringan lereng berkurang sedemikian rupa sehingga kecepatan aliran air berubah. Semakin besar nilai kemiringan lereng, maka kesempatan air untuk masuk ke dalam tanah (infiltrasi) akan terhambat sehingga volume limpasan permukaan semakin besar yang mengakibatkan terjadinya bahaya erosi (Dewi et al, 2012 dalam Tufaila, 2012). Vegetasi Suatu vegetasi penutup tanah yang baik seperti rumput yang tebal atau rimba yang lebat akan menghilangkan pengaruh hujan dan topografi terhadap erosi. Karena kebutuhan manusia akan pangan, sandang dan pemukiman semua tanah tidak dapat dibiarkan tertutup hutan dan padang rumput. Pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan dan erosi dapat dibagi dalam lima bagian, yakni (a)

9 intersepsi hujan oleh tajuk tanaman; (b) mengurangi kecepatan aliran permukaan dan kekuatan perusak air; (c) pengaruh akar dan kegiatan-kegiatan biologi yang berhubungan dengan pertumbuhan vegetatif dan pengaruhnya terhadap stabilitas struktur dan porositas tanah; dan (d) transpirasi yang mengakibatkan kandungan air tanah berkurang. Tanah Menurut Arsyad (1989) berbagai tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap erosi yang berbeda. Kepekaan erosi tanah yaitu mudah atau tidaknya tanah tererosi dan merupakan fungsi dari berbagai interaksi sifat-sifat fisik dan kimia tanah. Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan erosi adalah (1). Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi, permeabilitas, dan kapasitas menahan air dan (2). Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi ketahan struktur tanah terhadap dispersi dan pengikisan oleh butir-butir hujan yang jatuh dan aliran permukaan. Adapun sifat-sifat tanah yang mempengaruhi erosi adalah a. tekstur, b. struktur, c. bahan organik, d. kedalaman, e. sifat lapisan, dan f. tingkat kesuburan tanah. Tekstur adalah ukuran dan proporsi kelompok ukuran butir-butir primer bagian mineral tanah. Butir-butir primer terbagi dakam liat (clay), debu (silt), dan pasir (sand). Tanah-tanah yang mengandung liat dalam jumlah yang tinggi dapat tersuspensi oleh butir-butir hujan yang jatuh menimpanya dan pori-pori lapisan permukaan akan tersumbat oleh butir-butir liat. Hal ini menyebabkan terjadinya aliran permukaan dan erosi yang berat. Struktur adalah ikatan butir primer ke dalam butir sekunder atau agregat. Susunan butir-butir primer tersebut menentukan tipe struktur. Tanah-tanah yang berstruktur kersai atau granular lebih terbuka dan lebih sarang dan akan menyerap

10 air lebih cepat daripada yang berstruktur dengan susunan butir-butir primernya lebih rapat. Terdapatnya dua aspek struktur yang penting dalam hubungannya dengan erosi. Pertama adalah sifat fisiko-kimia liat yang menyebabkan terjadinya flokulasi, dan aspek yang kedua adanya bahan pengikat butir-butir primer sehingga terbentuk agregat yang mantap. Bahan organik berupa daun, ranting dan sebagainya yang belum hancur yang menutupi permukaan tanah merupakan pelindung tanah terhadap kekuatan perusak butir-butir hujan yang jatuh. Bahan organik yang telah mulai mengalami pelapukan mempunyai kemampuan menyerap dan menahan air yang tinggi. Bahan organik dapat menyerap air sebesar dua sampai tiga kali beratnya, akan tetapi kemampuan itu hanya faktor kecil dalam pengaruhnya terhadap aliran permukaan. Pengaruh bahan organik dalam mengurangi aliran permukaan terutama berupa perlambatan aliran, peningkatan infiltrasi dan pemantapan agregat tanah. Tanah-tanah yang dalam dan permeabel kurang peka terhadap erosi daripada tanah yang permeabel, tetapi dangkal. Kedalaman tanah sampai lapisan kedap air menentukan banyaknya air yang dapat diserap tanah dan dengan demikian mempengaruhi besarnya aliran permukaan. Permeabilitas dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah. Tanah yang lapisan bawahnya berstruktur granuler dan permeabel kurang peka erosi dibandingkan dengan tanah yang lapisan bawahnya padat dan permeabilitasnya rendah. Manusia Pada akhirnya manusialah yang menentukan apakah tanah yang diusahakannya akan rusak dan tidak produktif atau menjadi baik dan produktif

11 secara lestari. Banyak faktor yang menentukan apakah manusia akan memperlakukan dan merawat serta mengusahakan tanahnya secara bijaksana sehingga menjadi lebih baik dan dapat memberikan pendapatan yang cukup untuk jangka waktu yang tidak terbatas. Prediksi Erosi Prediksi erosi adalah metode untuk memperkirakan laju erosi yang akan terjadi dari tanah yang digunakan untuk penggunaan lahan dan pengelolaan tertentu. Prediksi erosi merupakan alat untuk menilai apakah suatu program atau tindakan konservasi tanah telah berhasil mengurangi erosi dari suatu bidang tanah atau suatu daerah aliran sungai (DAS). Disamping itu, prediksi erosi juga sebagai alat bantu untuk mengambil keputusan dalam perencanaan konservasi tanah pada suatu areal. Banyak model erosi yang telah dikembangkan, dimulai dengan USLE dan beberapa model empiris lainnya, misalnya RUSLE, MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation) yang dikembangkan atau berpatokan pada konsep USLE. Beberapa model fisik dikembangkan setelah USLE, salah satu diantaranya adalah model fisik GUEST (Griffith University Erosion System Template). Beberapa model erosi untuk DAS yang berkaitan dengan hidrologi yang juga berdasarkan pada konsep USLE adalah ANSWER (Areal Non-point Sources Watershed Environment Response Simulation) yang selanjutnya diperbaiki dengan model AGNPS atau Agricultur Non-point Sources Pollution Model (Vadari et al., 2004 dalam A Yunin, 2008). Prediksi erosi yang umum digunakan pada saat ini adalah model parametrik, terutama tipe kotak kelabu. Suatu model parametrik untuk

12 memprediksi erosi dari suatu bidang tanah telah dikembangkan oleh Wischmeier dan Smith (1978), yang disebut The Universal Soil Loss Equation (USLE). USLE adalah suatu model pendugaan erosi yang dirancang untuk memprediksi rata-rata erosi jangka panjang dari erosi lembar atau alur pada keadaan tertentu. USLE dikembangkan di National Run off and Soil Loss Data Centre yang didirikan dalam tahun 1954 oleh The Science and Education Administration Amerika Serikat (dahulu namanya Agricultural Research Service) bekerja sama dengan Universitas Purdue (Wischmeier dan Smith, 1978). Kelemahan metode USLE adalah sebagai berikut : 1. Tidak dapat melakukan prediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai dan dasar sungai. 2. Akurasi terbatas pada panjang lereng < 400 feet, kemiringan lereng 3-18%, tekstur tanah medium, pada tanaman dan manajemen yang konsisten, tergantung dari akurasi nilai-nilai parameter yang digunakan, apabila terdapat kesalahan dalam menghitung atau menilai parameter (RKLSCP) maka prediksi erosi akan bias dan menyimpang. 3. Pada kondisi curah hujan spesifik dalam waktu tertentu maka prediksi dapat mejadi bias. 4. Pada skala luas nilai rata-rata parameter pada daerah yang beragam drainasenya maka akan mengurangi akurasi. 5. Tidak dapat mengukur pencucian unsur hara dan pestisida. 6. Tidak dapat mengukur penurunan kualitas air. (Banuwa, 2013).

13 Meskipun terdapat kelemahan, persamaan USLE hingga saat ini masih relevan dan paling banyak digunakan dan hingga saat ini belum ada yang menggantikan metode USLE ini. AA = RR KK LL SS CC PP Keterangan : A = banyaknya tanah tererosi dalam (ton/ha/th). R = faktor curah hujan dan aliran permukaan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan, yang merupakan perkalian antara energi hujan total (E) dengan intensitas hujan maksimum 30 menit (I 30 ) tahunan. K = faktor erodibilitas tanah, yaitu laju erosi per indeks erosi hujan (R) untuk suatu tanah yang didapat dari petak percobaan standar, yaitu petak percobaan yang panjangnya 72,6 kaki (22 meter) terletak pada lereng 9% tanpa tanaman. L = faktor panjang lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah dengan suatu panjang lereng tertentu terhadap erosi dari tanah dengan panjang lereng 72,6 kaki (22 meter) di bawah keadaan yang identik. S = faktor kecuraman lereng, yaitu nisbah antara besarnya erosi yang terjadi dari suatu tanah dengan kecuraman lereng tertentu, terhadap besarnya erosi dari tanah dengan lereng 9% di bawah keadaan yang identik. C = faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari suatu areal dengan vegetasi penutup dan pengelolaan tanaman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik tanpa tanaman.

14 P = faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah, yaitu nisbah antara besarnya erosi dari tanah yang diberi perlakuan tindakan konservasi khusus seperti pengolahan menurut kontur, penanaman dalam strip atau teras terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah lereng dalam keadaan yang identik. Debit Aliran Sungai Debit alian sungai merupakan volume air yang mengalir melewati penampang sungai pada luasan dan kecepatan tertentu yang saling mempengaruhi terutama curah hujan dan sifat fisik. Data debit atau aliran sungai merupakan informasi yang paling penting bagi pengelolaan sumber daya air. Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintasi sungai persatuan waktu, satuan debit adalah m 3 /detik. Debit sungai diperoleh setelah mengukur kecepatan air dengan alat pengukur atau pelampung untuk mengetahui data kecepatan aliran sungai (Asdak, 2002). Sedimentasi Tanah atau bagian-bagian tanah yang terangkut oleh air dari suatu tempat yang mengalami erosi pada suatu daerah aliran sungai (DAS) dan masuk ke dalam suatu badan air secara umum disebut sedimen. 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 (Arsyad, 2010 dalam Mokonio, dkk 2013).

15 Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai, dan waduk. Hasil sedimen (sediment yield) 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) atau dengan pengukuran langsung di dalam waduk, dengan kata lain bahwa sedimen merupakan pecahan, mineral, atau material organik yang ditransferkan dari berbagai sumber dan diendapkan oleh media udara, angin, es, atau oleh air dan juga termasuk di dalamnya material yang diendapakan dari material yang melayang dalam air atau dalam bentuk larutan kimia (Asdak, 2007). Setiap sungai membawa sejumlah sedimen terapung (suspended sediment) serta menggerakkan bahan-bahan padat di sepanjang dasar sungai sebagai muatan dasar (bed load). Karena berat jenis bahan-bahan tanah adalah kira-kira 2,65 g/cc, maka partikel-partikel sedimen terapung cenderung untuk mengendap ke dasar alur, tetapi arus ke atas pada aliran turbulen menghalangi pengendapan secara gravitasi tersebut. Bila air yang mengandung sedimen mencapai suatu waduk, maka kecepatan dan turbulensinya akan sangat jauh berkurang. Muatan sedimen terapung pada sungai-sungai diukur dengan cara mengambil contoh air, menyaringnya untuk memisahkan sedimen, mengeringkannya, dan kemudian menimbang bahan-bahan yang disaring tersebut. Muatan sedimen dinyatakan dalam mg/l. Sedimen yang tererosi dalam suatu lembah sungai dalam suatu kejadian hujan dapat diendapkan di alur sungai dan tinggal disana hingga hujan

16 berikutnya mendorongnya ke hilir. Bagian-bagian tertentu dari lembah sungai mungkin lebih peka terhadap erosi daripada bagian-bagian lainnya, sehingga muatan sedimen yang lebih besar dapat diharapkan bila curah hujan terpusat pada daerah semacam ini (Sasongko, 1991). Menurut sumber asalnya angkutan sedimen dibedakan menjadi muatan material dasar (bed material load), dan muatan bilas (wash load). Sedangkan menurut mekanisme pengangkutannya dibedakan menjadi muatan sedimen melayang (suspendead load), dan muatan sedimen dasar (bed load). Sedimen melayang (suspended load) merupakan material dasar sungai (bed material) yang melayang di dalam aliran yang terdiri dari butir pasir halus yang senantiasa mengambang di atas dasar sungai karena selalu didorong ke atas oleh turbulensi aliran (Loebis, dkk, 1993). Sistem Informasi Geografis Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah kumpulan yang terorganisir dari perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), data geografi dan personil yang dirancang secara efisien untuk memperoleh, menyimpan, memperbaharui, memanipulasi, menganalisis dan menampilkan semua bentuk informasi yang bereferensi geografi (ESRI, 1990 dalam Prahasta, 2002). Pada awalnya SIG hanya dipergunakan khusus untuk tujuan yang terkait erat dengan masalah pemetaan (mapping), perencanaan dan geosciences, tetapi saat ini implementasi dan aplikasi SIG sudah berkembang untuk berbagai tujuan dengan bidang yang lebih beragam dan jangkauan yang lebih luas, seperti dalam ilmu rekayasa (engineering) dan desain.

17 Data geografis pada dasarnya tersusun oleh dua komponen penting, yaitu data spasial dan data atribut. Data spasial mempresentasikan posisi atau lokasi geografis dari suatu obyek di permukaan bumi. Data spasial dapat diperoleh dari berbagai sumber dan dalam berbagai format, sumber data spasial antara lain mencakup data grafis peta analog, foto udara, citra satelit, survei lapangan, pengukuran theodolit, pengukuran menggunakan Global Positioning System (GPS). Sedangkan data atribut memberikan deskripsi atau penjelasan dari suatu obyek. Data atribut dapat berupa informasi numerik, foto, narasi dan lain sebagainya, yang diperoleh dari data statistik, pengukuran lapangan sensus dan lain sebagainya. Salah satu perangkat lunak SIG yang dikeluarkan ESRI (Environmental Systems Research Institute) adalah ArcView. ArcView dapat melakukan pertukaran data, operasi-operasi matematik, menampilkan informasi spasial maupun atribut secara besamaan, membuat peta tematik, menyediakan bahasa pemrograman (script) serta melakukan fungsi-fungsi khusus lainnya dengan bantuan extensions (ESRI, 1996). Teknik overlay menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari operasi SIG ini. Albrecht (2007) dalam Irsan (2011) menyatakan bahwa proses overlay memerlukan ketepatan dalam kesamaan lokasi. Dengan kata lain, pada suatu lokasi tertentu, suatu data yang terdapat dalam sebuah kelas fitur dan data yang terdapat dalam kelas fitur lain digabungkan menjadi sebuah set data hasil dan membentuk geometri yang sebelumnya tidak ada, sehingga menghasilkan data yan benar-benar baru.

18 Geoprocessing merupakan salah satu fungsi extensions yang dilakukan untuk proses tumpang tindih peta (overlay) untuk membuat peta erosi. Operasi tumpang tindih dalam SIG umumnya dilakukan dengan salah satu cara dari empat cara yang dikenal, yaitu : a. Pemanfaatan fungsi logika seperti gabungan (union), irisan (intersection), pilihan (and dan or), perbedaan (difference) dan pernyataan bersyarat (if, then, dan else). b. Pemanfaatan fungsi relasional seperti ukuran lebih-besar, lebih-kecil, sama besar dan kombinasinya. c. Pemanfaatan fungsi aritmatika seperti penambahan, pengurangan, pengalian dan pembagian. d. Menyilangkan dua peta langsung berbagai manipulasi teknik tumpang-tindih ini umumnya bervariasi yang ditentukan pengetahuan operator dan tingkat kemampuan perangkat lunak. Selain itu salah satu faktor utama adalah struktur data yang sedang dipakai. Ada 4 (empat) operasi yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu : 1. Dissolve : merupakan analisis yang menghasilkan sebuah peta (theme) baru dari penggabungan data baris (record) yang sama dari sebuah kolom (field). 2. Merge : merupakan analisis penggabungan dua buah theme menjadi sebuah theme. 3. Clip one theme : merupakan analisis pemotongan sebuah theme dengan memanfaatkan theme lain sebagai batas pemotongan.

19 4. Intersect : merupakan analisis penggabungan sekaligus pemotongan dua buah theme. Theme pertama merupakan theme yang akan dipotong sedangkan theme yang kedua merupakan batas pemotongan. (Jayusri, 2012). Kondisi Umum Wilayah DAS Padang Secara geografis DAS berada pada lintang bujur , ,83 LU dan , ,83 BT dengan luas ,85 Ha. DAS Padang terletak pada 3 (tiga) Wilayah Administrasi Kabupaten/Kota, yaitu Kabupaten Simalungun, Kabupaten Serdang Bedagai dan Kota Tebing Tinggi. Kabupaten Simalungun seluas ,13 Ha atau 40,27% dari luas DAS Padang terdiri dari 5 (lima) kecamatan, yaitu Dolok Batunanggar seluas 1.077,22 Ha, Kecamatan Raya seluas ,85 Ha, Kecamatan Raya Kahean seluas ,03 Ha, Kecamatan Silau Kahean dan Kecamatan Tapian Dolok seluas 9.943,18. Kabupaten Serdang Bedagai seluas ,35 Ha atau 56,20% dari luas DAS Padang terdiri dari 7 (tujuh) kecamatan, yaitu Tanjung Beringin seluas 1.017,09 Ha, Kecamatan Bandar Khalifah seluas 5.730,51 Ha, Kecamatan Tebing Tinggi seluas ,31 Ha, Kecamatan Dolok Masihul seluas 3.769,05 Ha, Kecamatan Sipispis seluas ,37 Ha, Kecamatan Dolok Merawan seluas ,69 Ha, dan Kecamatan Tebing Tinggi Syahbandar seluas 6.187,33 Ha. Sementara Kota Tebing Tinggi seluas 3.903,37 Ha terdiri dari 5 (lima) kecamatan, yaitu Kecamatan Padang Hulu seluas 859,50 Ha, Kecamatan Tebing Tinggi Kota seluas 251,63 Ha, Kecamatan Rambutan seluas 759,44 Ha,

20 Kecamatan Bajenis seluas 959,88 Ha dan Kecamatan Padang Hilir seluas 1.072,93 Ha. Suatu DAS dibentuk oleh gabungan beberapa Sub DAS yang menjadi satu kesatuan dengan DAS itu sendiri. Sub-Sub DAS yang membentuk DAS Padang dapat dilihat pada Tabel 1 berikut. No. Tabel 1. Sub-Sub DAS di DAS Padang Sub DAS Luas Ha % 1. Sub DAS Bah Hilang 9.541,12 8,62 2. Sub DAS Bah Kaliat ,10 11,57 3. Sub DAS Bah Sumbu ,56 9,95 4. Sub DAS Sei Kalembah 4.360,45 3,94 5. Sub DAS Sei Padang ,28 27,36 6. Sub DAS Sei Padang Hilir ,27 15,97 7. Sub DAS Sei Sibarau ,07 22,59 Total , Sumber : BPDAS Wampu Sei Ular (2010) Gambar 1. Peta Sub-Sub DAS di DAS Padang