MONEV E T ATA A IR D AS PERHITUNGAN AN SEDIME M N

Transkripsi

1 MONEV TATA AIR DAS PERHITUNGAN SEDIMEN Oleh: Agung B. Supangat Balai Penelitian Teknologi Kehutanan Pengelolaan DAS Jl. A.Yani-Pabelan PO Box 295 Surakarta Telp./fax. (0271)716709, Pertemuan Teknis Kinerja DAS, Surakarta: Agustus 2014

2 Apa yang saudara pikirkan jika melihat sungai seperti ini?

3

4 Permasalahan TATA AIR (Hidrologi) dalam DAS: banjir-kekeringan sedimentasi kualitas air muka air tanah

5 Pendangkalan di Saluran Air Pendangkalan di Saluran Badan Sungai PENDANGKALAN DI WADUK SERBAGUNA GAJAH MUNGKUR

6 Tujuan Peserta mengetahui metode perhitungan sedimentasi dari data debit dan data kandungan sedimen

7 Pengertian Sedimen, Sedimentasi, Hasil Sedimen, Laju Sedimentasi??? Sedimen adalah endapan material di badan air (sungai/waduk) berupa partikel-partikel tanah dari hasil erosi yang terangkut bersama aliran air Sedimentasi adalah proses pengendapan partikelpartikel tanah hasil erosi yang tersuspensi didalam air dan diangkut oleh aliran air dimana kecepatan aliran telah menurun

8 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 dalam bentuk muatan sedimen terlarut dalam sungai (suspended sediment load) maupun bentuk endapan di dalam saluran, sungai, atau waduk Laju sedimentasi adalah jumlah hasil sedimen per satuan luas daerah tangkapan air (DTA) atau daerah aliran sungai (DAS) per satuan waktu (dalam satuan ton/ha/th atau mm/th)

9 Sedimentasi (muatan sedimen maupun penampakan di lapangan) dapat digunakan sbg salah satu indikator kesehatan DAS dari aspek tata air

10 Pertemuan antara K. Watujali dan K. Tapakgajah, di Gombong

11 BAIK Pertemuan antara K. Tajum Hulu dan K. Kawung, di Purwokerto

12 Faktor yang menentukan laju sedimentasi DAS : 1) Jumlah dan intensitas hujan 2) Tipe tanah dan formasi geologi 3) Penutupan tanah 4) Penggunaan lahan 5) Topografi 6) Kondisi drainasi alami yang meliputi: bentuk, jaringan, kerapatan, gradien, ukuran, dan arah 7) Runoff 8) Karakteristik sedimen, seperti ukuran butir dan mineralogi; dan 9) Karakteristik hidrolika saluran (sungai)

13 EROSI TRANSPORT DEPOSISI SEDIMENTASI di sungai PROSES EROSI - SEDIMENTASI

14 Erosi di Lahan (erosi permukaan s.d erosi jurang) Sumber-Sumber Sedimentasi di Sungai Erosi Tebing Jalan (Road bank erosion; roadside erosion) Erosi Tebing Sungai (stream bank erosion)

15 MEKANISME ANGKUTAN SEDIMEN Menurut sumber asal angkutan sedimen : 1) Muatan material dasar (bed material load), berupa muatan suspended load dan bed load 2) Muatan bilas (wash load) Menurut mekanisme pengangkutan : 1) Muatan sedimen melayang (suspended load) 2) Muatan sedimen dasar (bed load). Secara keseluruhan maka angkutan sedimen dibedakan menjadi: wash load, suspended load dan bed load.

16 Persentase bedload terhadap suspended load No Konsentrasi Sedimen Melayang (mg/l) Material Dasar Sungai/Saluran Tekstur Material Tersuspensi % Bedload terhadap Suspended Load 1. < 1000 Pasir (sand) Pasir: % Pasir Pasir: % > 7500 Pasir Pasir: % 5 4. Berapapun Padatan lempung (clay), kerikil, dan batu 5. Berapapun Lempung (clay) dan debu (silt) Pasir: sedikit-25 % 5 15 Pasir: 0 % < 2

17 Sampel Air (suspensi) CARA PENGUKURAN SEDIMEN Peralatan : botol sampler dengan ukuran ml yang dipasang pada suspended sampler tipe US DH 48, US DH 49, USD-74, atau USP-61 yang dilengkapi dengan nosel dan tutup botol. Cara pengambilan : Metode integrasi titik, integrasi kedalaman, atau cara langsung Jumlah dan frekuensi pengambilan sample suspensi harus representatif, (sifat-sifat banjirnya, sifat hidrograf (waktu naik/ climb dan waktu turun/resesi), musim (kemarau dan penghujan)

18

19

20

21 Bedload trap Bedload sampler Suspended sampler

22 Satuan 1) Konsentrasi sedimen terangkut aliran : mg/l, g/m 3, kg/m 3, ton/m 3, %, ppm 2) Ukuran butir : mm atau %. 3) Hasil sedimen : m 3, ton, mm 4) Laju sedimentasi : m 3 /th, ton/th, mm/th

23 Perhitungan Hasil Sedimen (Sedimentasi) Debit (Q) adalah volume air yang mengalir melalui suatu penampang melintang sungai per satuan waktu, dalam satuan (m³/detik) Konsentrasi Sedimen (Cs) = Kandungan Sedimen = Kadar Sedimen Suspensi adalah banyaknya sedimen yang tersuspensi dalam satuan volume air tertentu Data Cs diperoleh dengan cara mengambil sampel/contoh air dan membawa ke laboratoriun untuk dapat diketahui konsentrasi sedimen dalam satuan mg/liter atau ppm (part per million) Debit Sedimen (Qs) adalah perkalian antara debit (Q, m 3 /dt) dengan konsentrasi sedimen (CS, mg/l)

24 Perhitungan Konsentrasi Sedimen (Cs) a. Cara Penguapan : Konsentrasi sedimen (Cs) = (b-a) / vol. air. mg/l b. Cara Penyaringan : Konsentrasi sedimen (Cs) = (b-a) / vol. air. mg/l a = berat gelas ukur / kertas saring kosong b = berat gelas ukur / kertas saring isi

25 Perhitungan Debit Suspensi (Qs) 1) Perhitungan debit suspensi sesaat/harian Qsi = Csi x Qi.. kg/dt; ton/hari 2) Perhitungan Lengkung Debit Suspensi untuk beberapa sample air yang diambil pada berbagai variasi TMA dan debit pada periode waktu tertentu (musim atau tahunan). Kurva Lengkung Debit Suspensi adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara debit sedimen setiap saat (Qsi) dengan debit alirannya (Qi), dimana absis (sumbu X) yaitu Q dan ordinat (sumbu Y) yaitu Qs, dengan persamaan: Qs = a Q b Kurva Lengkung Debit Suspensi digunakan untuk menghitung besarnya data sedimentasi berdasarkan data debit rata-rata harian

26 CONTOH PERHITUNGAN LAJU SEDIMENTASI Data debit dan debit suspensi DAS Samin tahun 1998 No. Tgl. Pengukuran Q (m3/dt) CS (mg/l) QS (kg/dt) 1 6 Juni ,8831 9, , Mei ,8144 7, , Oktober ,8314 7, , Oktober ,6918 9, , Oktober ,2600 9, , Juni , , , Maret , , , Nopember ,7690 9, , April ,0678 8, , April ,7653 9, , Oktober , , , Oktober ,1590 8, , Oktober ,4709 9, , April ,9479 9, , April , , , April , , ,5752 Berdasarkan data pengukuran banjir (Q) dan konsentrasi sedimen (Cs), dapat dihitung debit suspensi (Qs), dan dibuat Persamaan lengkung debit suspensi (grafik hubungan antara Q dan Qs)

27 Kurva Lengkung Debit Suspensi Qs (kg/det) Qs = Q r 2 = Q (m3/det) Jika diketahui debit harian DAS Samin, maka dapat dihitung hasil sedimen dan laju sedimentasinya bdsk pendekatan kurva lengkung debit suspensi yang telah dibuat

28