BAB II BAHAN DAN METODE

Transkripsi

1 BAB II BAHAN DAN METODE II. 1 Proses Erosi Daerah Alira Sugai (DAS) merupaka kawasa yag berfugsi sebagai daerah peagkap, peyimpa, da peyalur air yag jauh ke aasya ke dalam sisem alira sugai yag meuju iik pegeluara DAS (Gambar 2.1). Baas DAS dieuka dega meghubugka iik-iik eriggi pada puggug guug yag megeliligi sisem alira sugai yag bersagkua. Seiap DAS haya memiliki sau iik pegeluara meuju lau (oule). Gambar 2.1 Daerah Alira Sugai Erosi, agkua (raspor), da deposisi sedime merupaka proses-proses pada DAS permukaa. Proses ii dimulai dega erkelupasya parikel aah karea idak mampu meaha sres akiba gaya pembagki yag bekerja pada sisem DAS (Gambar 2.2). Parikel yag erlepas dari permukaa aah selajuya aka eragku oleh alira air da suau saa aka erdeposisi. Sebagia parikel aah aka erdeposisi pada lereg DAS da jariga sugai (Sivapala e al., 2001). Parikel aah yag iku eragku higga oule DAS diamaka hasil sedime (sedime yield). Biasaya parikel aah yag eragku higga oule lebih kecil dari oal aah yag ererosi karea sebagia aah sudah erdeposisi pada sepajag alira air. 6

2 Gambar 2.2 Proses Erosi Proses erosi dikedalika oleh fakor peeu uamaya yaiu gaya pembagki, opografi, karakerisik aah, da kodisi uupa laha. Gaya pembagki yag jauh pada suau sisem DAS dapa berupa iupa agi maupu curaha air huja. Dalam peeliia ii aka diperhiugka gaya pembagki yag berasal dari air huja. Di aara fakor peeu ersebu haya uupa laha yag dapa diubah oleh mausia. Sehigga dalam pegelolaa DAS, perubaha uupa laha merupaka salah sau fakor peig uuk diperhaika. Peigkaa laju erosi sebadig dega kecepaa alira air. Kecepaa da besarya debi alira dieuka oleh kemiriga opografi da gaya pembagki yag berupa curah huja. Selai kecepaa alira air, laju erosi dieuka oleh karakerisik aah meuru igka kepekaaya erhadap erosi. Perahaa DAS erhadap erosi dikedalika oleh kodisi uupa laha. Modifikasi pada uupa laha yag berari aka megubah perilaku erosi (Poerbadoo e al., 2006). Seelah parikel aah ererosi, parikel ersebu aka eragku oleh alira air. Perisisiwa ii diamaka raspor sedime. Kecepaa raspor sedime dieuka oleh medium pembawa parikel aah yaiu alira air. Kecepaa alira air dipegaruhi oleh kemiriga opografi DAS. Semaki curam kemiriga, semaki iggi kecepaa alira air da semaki bayak parikel aah yag eragku. Traspor sedime dieuka pula oleh ukura parikel aah yag eragku (Rallyai, 2007). Parikel dega ukura saga kecil seperi lempug 7

3 (clay) da debu (sil) aka eragku secara erlaru da melayag pada kolom air (suspeded load raspor). Sedagka parikel berukura lebih besar seperi pasir (sad) aka eragku dega cara merayap, melompa, da bergulig pada dasar sugai (bed load raspor). Peigkaa laju erosi diliha dari ilai laju ekspor sedime yag dihasilka pada oule DAS. Semaki bayak sedime yag eragku higga iik pegeluara DAS, semaki iggi laju erosi pada DAS ersebu. Berdasarka ilai sedime oal yag eragku higga iik pegeluara DAS (laju ekspor sedime), igka erosi dapa diklasifikasika mejadi (Mulyao, 2006): i. Tigka erosi ormal, dega laju ekspor sedime raa-raa aara o/km 2 /ahu, ii. Tigka erosi kriis, dega laju ekspor sedime raa-raa aara o/km 2 /ahu, da iii. Tigka erosi super kriis, dega laju ekspor sedime raa-raa di aas 10000o/km 2 /ahu. II. 2 Model Proses Erosi Model proses erosi dibagu uuk megesimasi oal sedime yag diekspor suau sisem DAS (Y). Y diesimasi berdasarka ilai laju erosi da sedime delivery raio. II Model Sedime Delivery Raio (SDR) SDR meyaaka rasio perbadiga aara sedime yag erekspor keluar sisem DAS (Y) dega sedime yag ererosi dari sumberya (E) sebagai: Y SDR = E (2.1) SDR diesimasi berdasarka proses fisik agkua sedime pada lereg DAS da jariga salura (Lu e al., 2003; Sivapala e al., 2001). Efisiesi pegagkua sedime yag ererosi dipegaruhi oleh waku empuh medium pegagku sedime yaiu alira air. Waku empuh alira air dihiug dega: 8

4 D = V (2.2) dega D = jarak empuh alira da V = kecepaa alira. D merupaka hasil peurua pea opografi. V dipegaruhi oleh kemiriga lereg, iesias curah huja, da koefisie kekasara permukaa. V dihiug pada lereg DAS da sisem salura. Pada lereg DAS, V dihiug dega (Overo & Meadows, 1976): V = ( i L) e s 0.3 (2.3) dega i e = kelebiha igka curah huja, L = jarak empuh alira sugai, s = kemiriga, sedagka = koefisie kekasara permukaa Maig. Pada jariga salura, V dihiug dega (Haa e al., 1994): 0.5 V = as (2.4) dega s = kemiriga da a = koefisie kekasara permukaa dasar sugai. SDR dipegaruhi oleh waku iggal parikel sedime (residece ime). Waku iggal sedime meyaaka durasi waku yag diperluka sedime uuk iggal di suau empa. Waku iggal sedime sebadig dega waku empuh alira. Waku iggal sedime dihiug pada sisem lereg DAS da jariga salura sebagai: h = hw e ( γ ) h w s (2.5) = w e ( γ ) w s (2.6) dega hw = waku empuh alira pada lereg buki, w = waku empuh pada jariga salura, h da adalah fakor yag berbadig erbalik dega dega alira air, h = h -1 h da = h -1, dega h h = kedalama alira lereg buki, h = kedalama alira jariga sugai, sedagka w s = kecepaa jauh sedime. Efisiesi pegagkua sedime yag ererosi (SDR) diesimasi dega megguaka persamaa ekspoesial sebagai: 9

5 uuk h da h 0: er h er SDR = 1 exp 1 exp (2.7) h h h uuk = h : 2 3 SDR 1 1 er er = (2.8) dega er = durasi curah huja efekif yag merupaka fugsi dari curah huja raa-raa. II Model Laju Erosi (E) Parikel aah yag ererosi dari sumberya dihiug dega model empirik Uiversal Soil Loss Equaio (USLE) (Wischmeier & Smih, 1978) sebagai: E = L CKR s (2.9) dega E = laju erosi, L S = ideks kemiriga, C = fakor uupa laha, K = erodibilias, da R = erosivias. Fakor C merupaka ilai yag meyaaka pegaruh uupa laha erhadap erosi. Pegaruh uupa laha erhadap erosi adalah melidugi permukaa aah dari umbuka air huja dega meuruka kecepaa da memperkecil diameer air huja, da meuruka kecepaa da volume alira air. Erosivias R merupaka ilai yag meyaaka besarya gaya ekseral yag berasal dari curah huja uuk melepaska parikel sedime dari permukaa aah. Erodibilias K merupaka ilai yag meyaaka mudah idakya parikel sedime erkelupas dari lapisa aah oleh limpasa air permukaa. Sifa aah yag domia dalam meeuka erodibilias adalah eksur aah da kapasias ifilrasi (Asdak, 1995). 10

6 II. 3 Daa Masuka Daa masuka yag diguaka uuk megesimasi laju erosi da ekspor sedime adalah: 1. Digial Elevaio Model (DEM) sebagai hasil eksraksi daa Shule Radar Topographic Missio (SRTM). 2. Pea jeis aah. 3. Pea uupa laha. 4. Pea curah huja. Daa SRTM diproduksi oleh Naioal Aeroauics ad Space Admiisraio (NASA) ahu SRTM memiliki resolusi spasial 90m da keeliia verikal 16m (Rodriguez, 2005). DEM SRTM dapa diuruka mejadi kemiriga da pajag alira (Jeso & Domigue, 1988) (Gambar 2.3). Kemiriga dihiug dega membadigka beda iggi sau piksel dega piksel sekeliligya. Pajag alira dieuka dari arah alira da akumulasi alira. Arah alira dieuka berdasarka ilai piksel pada seiap piksel DEM dega mecari ilai piksel erkecil di sekeliligya. Air aka megalir ke piksel dega ilai erkecil. Akumulasi alira meyaaka piksel yag mejadi iik pegeluara dari beberapa arah alira. Toal jarak alira dari awal higga iik pegelura DAS disebu pajag alira. Jarak lurus aara dua piksel sesuai dega resolusi DEM yaiu 90m, sedagka jarak diagoal yaiu 90 2m. (a) Kemiriga (b) Jariga Salura Gambar 2.3 Hasil Turua dari Daa DEM 11

7 Pea jeis aah diguaka uuk meeuka kapasias peyerapa air da igka kepekaa aah erhadap erosi. Meuru igka kepekaaya erhadap erosi, jeis aah dikelompokka mejadi lima jeis (Rehabiliasi Laha da Koservasi Taah-RLKT, 1985): i. Jeis aah idak peka erhadap erosi, yaiu: aluvial, gley, hidromorfik, da laerik. ii. Jeis aah agak peka erhadap erosi, yaiu: laosol. iii. Jeis aah kepekaaya sedag erhadap erosi, yaiu: brow fores soil, o calcic brow fores soil, da mediera. iv. Jeis aah peka erhadap erosi, yaiu: adosol, laerik, gramosol, podsol, da podsolik. v. Jeis aah saga peka erhadap erosi, yaiu: regosol, liosol, orgaosol, da rezia. Adapu sebara jeis aah pada DAS Krueg Aceh ersaji pada Gambar 2.4. Pea jeis aah ii bersumber dari Pusa Peeliia Taah da Agroklima (Pusliak) Propisi Nagroe Aceh Darussalam dega skala 1: Gambar 2.4 Pea Jeis Taah Pea uupa laha diguaka sebagai perahaa DAS erhadap eergi pembagki erosi da meeuka daya ampug air di permukaa aah. Pea uupa laha bersumber dari Bada Perecaa Pembagua Daerah Propisi 12

8 Nagroe Aceh Darussalam (BAPPEDA NAD) dega skala 1: Pea ii merupaka hasil klasifikasi dari cira LANDSAT pada ahu 2005 (Gambar 2.5). Gambar 2.5 Pea Tuupa Laha Pea curah huja raa-raa diguaka uuk meeuka besarya iesias eergi pembagki erosi da besarya pasoka air ke permukaa aah. Pea curah huja ahua DAS Krueg Aceh ersaji pada Gambar 2.6. Pea ii bersumber dari Bada Meeorologi da Geofisika (BMG). Gambar 2.6 Pea Curah Huja 13