ANALISIS LAJU ANGKUTAN SEDIMEN BAGI PERHITUNGAN KANTONG LUMPUR PADA D.I. PERKOTAAN KABUPATEN BATUBARA

Transkripsi

1 ANALISIS LAJU ANGKUTAN SEDIMEN BAGI PERHITUNGAN KANTONG LUMPUR PADA D.I. PERKOTAAN KABUPATEN BATUBARA Aris Munandar 1 dan Terunajaya 2 1 Mahasiswa Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan arismessa@gmail.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan irteruna@yahoo.com ABSTRAK Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, angkutan, pengendapan, dan pemadatan sedimen. Lokasi penelitian adalah Daerah Irigasi Perkotaan yang teletak pada Kabupaten Batubara Provinsi Sumatera Utara, dan letak koordinat bendung (weir) ,9 LU dan BT. Dari hasil survei awal, tinggi sedimen pada saluran primer mencapai 0,8 m. Pada saluran primer Sta ± 10 km sudah tidak mampu lagi mensuplai air. Maka dengan areal irigasi ± Ha diperkirakan akan berkurang suplai air dihilir area. Penelitian ini dilakukan dengan menganalisa prediksi erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon dengan menggunakan metode USLE dan menghitung sedimentasi pada DAS Bah Bolon. Lalu menganalisa laju angkutan sedimen dan menghitung volume sedimen yang masuk ke dalam saluran irigasi Perkotaan dengan menggunakan estimasi sedimen. Kemudian direncanakan dimensi kantong lumpur. Hasil perhitungan yang dilakukan didapat bahwa besarnya erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon mencapai 31,331 ton/ha/tahun atau sebesar ,08 ton/tahun dengan sedimentasi yang dihasilkan adalah sebesar ,98 ton/tahun. Estimasi sedimen metode Yang s didapat hasil sedimen 18,888 ton/hari, dengan metode Engelund and Hansen didapat hasil sedimen 15,341 ton/hari, dengan metode Shen and Hung didapat hasil sedimen 0,448 ton/hari, dengan metode Sampling Meyer, Petter, and Muller (MPM) didapat hasil sedimen 33,385 ton/hari. Maka dapat disimpulkan bahwa angkutan sedimen yang masuk ke saluran irigasi Perkotaan adalah 4,054 % dari sedimentasi yang dihasilkan DAS Bah Bolon. Metode estimasi angkutan sedimen yang dipakai adalah metode Sampling Meyer, Petter, and Muller karena hasilnya lebih memungkinkan dan jumlah muatan sedimen yang dihasilkan lebih besar daripada metode lainnya. Jadi volume kantong lumpur Daerah Irigasi Perkotaan adalah 200 m 3, dengan dimensi kantong lumpur adalah panjang 54 m dan lebar 6,6 m, dan kedalaman kantong lumpur pada saat kosong adalah 0,4525 m. Kata kunci: Kantong lumpur, Sedimen, Erosi ABSTRACT Sedimentation is deposition of material process which carried by watercourse from upper course. Sedimentation process includes in erosion process, transport, deposition and compaction of the sediment itself. The research location is Irrigation Area Perkotaan which lies in Batubara Regency, North Sumatera with weir coordinate PN (Parallel North) and LE (Longitude East). Based on the preliminary survey, sediment height at the primary channel attains 0.8 m. Primary channel at Sta ± 10 km have supplied no more water. Thus, the irrigation acreage ± Ha will have been reducing, especially in the lower course acreage. This research was conducted by analyzing the erosion prediction which occurred in DAS Bah Bolon by using USLE method and counting the sedimentation at DAS Bah Bolon. Furthermore, the researcher also analyzed sediment transport and counted sediment volume which enters in irrigation channel Perkotaan by using sediment estimation. Then the planed dimensions of the sand trap. The result of calculation which was conducted getting that the amount of erosion occurred at DAS Bah Bolon attain 31,331 ton/ha/year or as big as ,08 ton/year with the production of sedimentation is ,98 ton/year. Sediment estimation by using Yang s method is 18,888 ton/day, Engelund and Hansen method is 15,341 ton/day, Shen and Hung is 0,448 ton/day, and Meyer, Petter, and Muller (MPM) sampling method is 33, 385 ton/day. As conclusion, the sediment transport enter in Irrigation Channel Perkotaan is 4,054 % produced sedimentation by DAS Bah Bolon. Sediment transport estimation method which was used in calculation is Meyer, Petter, and Muller sampling method because the result is more enable and the number of sediment transport produced is bigger than other methods. From all of the sediment capacity is obtained sand trap volume of Irrigation Area Perkotaan is 200 m 3, with the dimension of sand trap is 54 m in length, 6,6 m in width, and 0,4525 m in depth. Keywords: Sand trap, Sediment, Erosion

2 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada Daerah Irigasi Perkotaan terdapat Bendung Perkotaan yang dipergunakan sebagai bangunan untuk menaikkan elevasi muka air yang akan dialirkan untuk kegiatan irigasi. Bendung Perkotaan merupakan bendung gerak yang terletak pada Sungai Sipare-pare yaitu anak sungai dari Sungai Bah Bolon. Jaringan irigasi Sungai Sipare-pare termasuk kedalam Daerah Irigasi Bah Bolon. Dari hasil wawancara, Bendung Gerak Perkotaan dibangun tahun 1985 memiliki 5 pintu yang bertujuan untuk mengendalikan elevasi muka air ketika banjir dan menyapu sedimen yang terdapat di hulu bendung. Sekarang hanya satu pintu yang masih berfungsi. Kerusakan dapat terjadi dikarenakan sedimen yang menumpuk di hulu bendung sudah sangat banyak, sehingga membuat pintu tidak dapat dibuka lagi. Akibat dari tidak berfungsinya pintu bendung, maka akan terjadi kenaikan elevasi dasar sungai pada hulu bendung setiap tahunnya. Akibat sedimentasi sungai juga berpengaruh terhadap daerah irigasi dimana dari hasil survei awal, tinggi sedimen pada saluran primer mencapai 0,8 m. Pada saluran primer Sta 10±000 sudah tidak mampu lagi mensuplai air (debit air berkurang akibat sedimentasi), padahal saluran primer mencapai 19 km. maka dengan areal irigasi ± Ha diperkirakan akan berkurang apabila suplai air irigasi terus menurun terutama di hilir areal. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Erosi Secara umum erosi dan sedimentasi proses terjadinya perlepasan butiran tanah dari induknya di suatu tempat dan terangkutnya material tersebut oleh gerakan air dan angin kemudian diikuti dengan preoses pengendapan pada tempat yang lain (Suripin, 2001). Untuk menghitung prediksi erosi yang terjadi pada suatu DAS dapat menggunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Prediksi erosi adalah suatu pendugaan besarnya erosi yang dipengaruhi oleh faktor iklim, tanah, topografi dan penggunaan lahan. Menyadari adanya keterbatasan dalam memperkirakan besarnya erosi untuk tempat-tempat di luar lokasi yang telah diketahui spesifikasi tanahnya tersebut, maka di kembangkan cara untuk memperkirakan besarnya erosi dengan menggunakan persamaan matematis seperti dikemukakan oleh Wischemeier dan Smith (1978) (Asdak, 2007). Rumus USLE dapat dinyatakan sebagai: Ae = R x K x LS x C x P... (1) dimana: Ae = perkiraan besarnya jumlah erosi (ton/ha/tahun), R = faktor erosivitas curah hujan tahunan rata-rata (mm), K = indeks erodibilitas tanah, LS = indeks panjang dan kemiringan lereng, C = indeks pengelolahan lahan, P = indeks upaya konservasi tanah atau lahan R = (2) dimana: R = Erosivitas Curah Hujan Tahunan Rata-rata (mm), R m = Erosivitas Curah Hujan Bulanan (cm), (Rain) m = Curah hujan bulanan (cm) K = { ,14.M (10-4 x 12 a) + 3,25 (b - 2)+2,5(c - 3)} /100...(3) dimana: K = Factor erodibilitas tanah, M = Persentase ukuran partikel, a = Persentase bahan organik, b = Kode kelas struktur tanah, c = kode Kelas permeabilitas tanah Tabel 2.1 Nilai K untuk Berbagai Jenis Tanah NO Jenis Tanah Nilai K Nilai K NO Jenis Tanah Rataan Rataan 1 Latosol (Haplorthox) 0,09 12 Gley humic (Aquic entroopept) 0,26 2 Latosol merah (Humox) 0,12 13 Lithosol (Litic eutropept) 0,16 3 Latosol merah kuning (Typic haplorthox) 0,26 14 Lithosol (Orthen) 0,29 4 Latosol coklat (Typic tropodult) 0,23 15 Grumosol (Chromudert) 0,21 5 Latosol (Epiaquic tropodult) 0,31 16 Hydromorf abu-abu (Tropofluent) 0,20 6 Regosol (Troporthents) 0,14 17 Podsolik (Tropudults) 0,16 7 Regosol (Oxic dystropept) 0,12 0,16 18 Podsolik Merah Kuning (Tropudults) 0,32 8 Regosol (Typic entropept) 0,29 19 Mediteran (Tropohumults) 0,10 9 Regosol (Typic dystropept) 0,31 20 Mediteran (Tropaqualfs) 0,22 10 Gley humic (Typic tropoquept) 0,13 21 Mediteran (Tropudalfs) 0,23 11 Gley humic (Tropaquept) 0,20 Sumber: (Asdak, 2007dan Rauf A, 2011)

3 LS = (L/22) z (0,006541S 2 + 0,0456S + 0,065)...(4) Dimana: L = panjang lereng (m), S = kemiringan lereng (%), z = konstanta yang besarnya bervariasi tergantung besarnya S, z = 0,5 jika S > 5%, z = 0,4 jika 5% > S > 3%, z = 0,3 jika 3% > S > 1%, z = 0,2 jika S < 1% Tabel 2.2 Nilai CP untuk Berbagai Macam Penggunaan Lahan Nilai Faktor CP No. Macam Penggunaan Lahan Nilai Faktor CP No. Macam Penggunaan Lahan 1 Tanah terbuka, tanpa tanaman 1 9 Hutan mangrove sekunder Belukar rawa Hutan rawa sekunder Rawa Hutan tanaman Semak/belukar Pemukiman Sawah Perkebunan Pertanian lahan kering campur Tambak Pertanian lahan kering Tumbuh air Hutan lahan kering sekunder 0.01 Sumber: BPDAS Wampu-Sei Ular dalam Jayusri (2012) 2.2 Sedimentasi Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi (angkutan), pengendapan (deposition), dan pemadatan (compaction) dari sedimen itu sendiri. Rasio sedimen terangkut dari keseluruhan material erosi tanah disebut Nisbah Pelepasan Sedimen/NLS (Sediment Delivery Ratio/SDR) yang merupakan fungsi dari luas area. Nilai NLS sebagai fungsi luas daerah aliran sungai dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Pengaruh Luas DAS terhadap NLS Luas Daerah Aliran Sungai Nisbah Pelepasan Sedimen (NLS) Luas Daerah Aliran Sungai Nisbah Pelepasan Sedimen (NLS) (km 2 ) % (km2) % 0,1 53,0 50,0 15,0 0,5 39,0 100,0 13,0 1,0 35,0 200,0 11,0 5,0 27,0 500,0 8,5 10,0 24, ,0 4,9 Sumber: Arsyad S (2012) Besarnya perkiraan hasil sedimen menurut Asdak C.2007 dapat ditentukan berdasarkan persamaan sebagai berikut : Y = A (NLS) Ws...(5) dimana: Y = hasil sedimen persatuan luas, A = Erosi total, Ws = Luas Daerah Aliran Sungai, NLS = Nisbah Pelepasan Sedimen 2.3 Angkutan Sedimen Pengertian umum angkutan sedimen adalah sebagai pergerakan butiran-butiran material dasar saluran yang merupakan hasil erosi yang disebabkan oleh gaya dan kecepatan aliran sungai. Rumus-rumus yang dipakai dalam perhitungan angkutan sedimen adalah persamaan-persamaan Yang s, Engelund and Hansen, dan Shen and Hung. a. Metode Yang s Log C 1 = log log +( ) log( )... (6) G w =... (7) Q s = Ct*Gw... (8)

4 dimana : C t = konsentrasi sedimen total, d 50 = diameter sedimen 50% dari material dasar (mm), = kecepatan jatuh (m/s), V = kecepatan aliran (m/s), V cr = kecepatan kritis (m/s), Ss = kemiringan saluran, U * = kecepatan geser (m/s), B = lebar saluran (m), D = kedalaman saluran (m), Q s = muatan sedimen (kg/s) b. Metode Engelund and Hansen 1/2 q s = [ d 3/2 50 s ] 0 [ ]...(9) g ( s - 1) ( s - ) d 50 Q s = B * q s...(10) 0 D S...(11) dimana: = tegangan geser (kg/m 2 ), Q s = muatan sedimen (kg/s), B = lebar saluran (m), D = kedalaman saluran (m), Ss = kemiringan saluran c. Metode Shen and Hungs Log C t = * Y *Y *Y 3...(12) G w = B D...(13) Q s = C t *G...(14) Y = [ Ss ] (15) dimana: C t = konsentrasi sedimen total, V = kecepatan aliran (m/s), = kecepatan jatuh (m/s), Ss = kemiringan sungai, W = lebar saluran (m), D = kedalaman saluran (m), Q s = muatan sedimen (kg/s) d. Metode Sampling Meyer Petter Muller Suspended load Besarnya beban layang dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Qs = 0,0864 x c x Qw... (16) dimana: Qsus = beban layang (ton/hari), C = konsentrasi sedimen layang (mg/lt), Qw = debit saluran (m 3 /det) Bed load Besarnya beban dasar dihitung dengan menggunakan rumus Meyer-Petter-Muller sebagai berikut: ( s r) 3/2 S 0,04 ( s - )d 0,25 1/3 b 2/3... (17) dimana: s dan = berat jenis air dan sedimen (kg/m 3 ), R = jari-jari hidrolik (m), Ss = kemiringan energy, d = diameter rata-rata sedimen (m), = massa jenis (kg/m 3 ), q b = tingkat bedload dalam saluran, berat per waktu dan lebar ((kg/s)/m), (Ks/Kr)Ss = konstanta untuk mencari nilai S r 2.4 Perencanaan Kantong Lumpur Gambar 2.14 Skema Kantong Lumpur Pergerakan partikel sedimen dapat dibagi dalam dua arah, yaitu arah horizontal (arah L) dan arah vertical (arah H), dengan demikian berlaku persamaan: H = w. t...(18) L = v. t...(19) H L Q maka, =, dengan v = w v HB

5 dimana: H = kedalaman aliran saluran (m), w = kecepatan endap partikel sedimen (m/dt), L = panjang kantong lumpur (m), v = kecepatan aliran air (m/dt), Q = debit saluran (m 3 /dt), B = lebar kantong lumpur (m) Sehingga, LB = W Q... (20) Menghitung kemiringan energi di kantong lumpur selama eksploitasi normal, untuk ini digunakan rumus manning sebagai berikut: V n = 1/n. R n 2/3. I n 1/2... (21) Q n = V n. A n... (22) dimana: V n = kecepatan rata-rata selama eksploitasi normal (m/s), n = koefisien kekasaran manning, R n = jari-jari hidrolis selama eksploitasi normal (m), I n = kemiringan energi selama eksploitasi normal, Q n = kebutuhan pengambilan rencana (m 3 /det), A n = luas penampang basah eksploitasi normal (m 2 ) Menghitung kemiringan energi di kantong lumpur selama pembilasan dalam keadaan kosong dengan menggunakan rumus manning: V s = 1/n. R s 2/3. I s 1/2... (23) Q s = V s. A s... (24) dimana: V s = kecepatan rata-rata selama pembilasan (m/s), n = koefisien kekasaran manning, R s = jari-jari hidrolis selama pembilasan (m), I s = kemiringan energi selama pembilasan, Q s = debit untuk membilas (m 3 /det), A s = luas penampang basah pembilasan (m 2 ) 3. METODOLOGI PENELITIAN Untuk pengerjaan lebih jelas tergambar pada diagram alir sebagai berikut: Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

6 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisa Erosi Tabel 4.1 Data Curah Hujan Rata-rata ( ) DAS Bah Bolon Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sept Okter Nov Des Jumlah ( ) Ratarata/tahun Jumlah ( ) Hujan Rata-rata 10 Tahun Sumber: Analisis dan Pengolahan Data Tabel 4.2 Perhitungan Erosivitas Hujan (R) DAS Bah Bolon Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sept Okter Nov Des CH R R Sumber: Analisis dan Pengolahan Data Nilai Erodibilitas Tanah (K) diperoleh dari pengumpulan data sekunder berupa peta digital sebaran jenis tanah pada DAS Bah Bolon yang diperoleh dari BPDAS Wampu-Sei Ular. Jenis tanah daerah DAS Bah Bolon adalah jenis tanah Podsolikdengan nilai erodibilitas tanah (K) adalah 0,16. Kawasan DAS Bah Bolon memiliki topografi yang beragam dengan menggunakan perangkat GIS diperoleh rata-rata nilai faktor LS pada DAS adalah sebagai berikut: Tabel 4.3 Kemiringan lereng dan nilai faktor S pada DAS Bah Bolon No. Kemiringan Rata-rata Persentase Luas (Ha) Persentase (%) Tengah (%) Thd Luas Faktor S % > 8-15 % > % > % > 45 % Total Sumber: Analisis dan Pengolahan Data Faktor panjang-kemiringan lereng: LS = (L/22) z (0,006541S 2 + 0,0456S + 0,065) Diketahui: Panjang Lereng (L) = ,088 m (didapat dari perhitungan menggunakan perangkat lunak ArcGis) z = 0,2 S = 0,059 % Maka, LS = ( ,088/22)0,2 (0,006541(0,059) 2 + 0,0456(0,059) + 0,065) LS = 0,366

7 Tabel 4.5 Menentukan nilai CP rata-rata pada DAS Bah Bolon Keterangan Luas (Ha) Persentase (%) % Thd Luas Nilai CP CP x Luas % Badan Air 702,756 0,62 0,006 0,001 0, Belukar 2711,605 2,38 0,024 0,3 0, Belukar Rawa 464,074 0,41 0,004 0,01 0, Hutan Lahan Kering Sekunder 695,664 0,61 0,006 0,01 0, Hutan Tanaman 2890,875 2,53 0,025 0,05 0, Pemukiman 2602,813 2,28 0,023 0,95 0, Perkebunan 36345,436 3,.86 0,319 0,5 0, Pertanian Lahan Kering 47099,197 4,.28 0,413 0,28 0, Sawah 18468,532 1,.19 0,162 0,01 0, Tambak 440,759 0,39 0,004 0,001 0, Tanah Terbuka 1669,661 1,46 0,015 0,95 0, Total , ,321 Sumber: Analisa dan Pengolahan Data Sehingga perkiraan besarnya erosi Per Luasan (Ha) adalah: Ae = R x K x LS x C x P Ae = 1669,511 x 0,16 x 0,366 x 0,321 = 31,331 ton/ha/tahun Besarnya erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon adalah Ae tot = Besarnya erosi perluasan x Luas Das Bah Bolon = 31,331 x ,372 = ,08 ton/tahun Besarnya perkiraan hasil sedimen dapat ditentukan berdasarkan persamaan sebagai berikut: Y = Ae (NSL) Ws = 31,331 x 0,084 x ,372 = ,98 ton/tahun Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka hasil sedimen yang terjadi pada Das Bah Bolon adalah sebesar ,98 ton/tahun. 4.2 Analisa Angkutan Sedimen Pada Saluran Irigasi Perkotaan a. Formula Yang s Log C t = 5,435 0,286 log 0,457 log +( ) log( ) = 5,435 0,286 log 0,457 log +( ) log( ) = 2,179 Ct = 10 2,179 = 151,108 ppm G w = = 999,14 * 6,6 * 0,43 * 0,510 = 1446,755 kg/s Qs = G w * C t = 1446,755 * (151,108/ ) = 0,219 kg/s = 18,888 ton/hari b. Formula Engelund and Hansen [ ( ) ] [ ( ) ] = 0,02 (kg/s)/m [ ] [ ] ( ) ( ) Q s = B * q s = 6,6 * 0,027 = 0,178 kg/s = 15,341 ton/hari c. Formula Shen and Hung Log C t = * Y *Y *Y 3 = *0, *0, *0,971 3 = 0,555

8 Ct = 10 0,555 = 3,588 ppm G w = = 999,14 * 6,6 * 0,43 * 0,510 = 1446,755 kg/s Qs = G w * C t = 1446,755 * (3,588/ ) = 5 x 10-3 kg/s = 0,448 ton/hari d. Formula Meyer Petter Muller (MPM) Debit sedimen layang Q s = 0,0864 * C * Q w = 0,0864 * 256 * 1,448= 32,027 ton/hari Debit sedimen per satuan lebar ( ) ( ) ( ), ( ) ( )( )( ) ( ) ( ) = 0,002 (kg/s)/m Q b = q b * B = 0,002 * 6,6 = 0,016 kg/s = 1,357 ton/hari = Q s + Q b = 32, ,357 = 33,385 ton/hari Q s total Qs Hari Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Hasil Perhitumgan Angkutan Sedimen Estimasi yang dipilih adalah Formula Meyer Petter Muller karena mengacu kepada estimasi yang lebih tinggi atau dengan kata lain estimasi angkutan sedimen yang terjadi pada saluran intake adalah 33,385 ton/hari yang memiliki volume sedimen sebesar Q s / s = 33,385/2,645 = 12,622 m 3 /hari. Dari hasil angkutan sedimen pada Das Bah Bolon adalah sebesar ,98 ton/tahun yang masuk kedalam saluran irigasi Perkotaan adalah ( ,98 ton ) 100 4, Perencanaan Kantong Lumpur Volume kantong lumpur (V) bergantung pada jarak waktu (interval pembilasan) V = Volume sedimen x T Diketahui: Volume sedimen didapat dari perhitungan angkutan sedimen adalah 12,622 m 3 /hari dari metode MPM. T adalah lama pembilasan, diasumsikan 14 hari. V = 12,622 m 3 /hari x 14 hari = 176,707 m 3 Maka ambil volume kantong lumpur adalah 200 m 3 LB n 1, m2 w 0,004 Karena L/B > 8, maka dapat dihitung: 8B. B = 362 m 2 B 2 = 362/8 = 45,25 m 2 B < 6,727 m L 8 6, 2 m L 53,816 m Jadi, Estimasi awal panjang kantong lumpur (L) adalah 53,816 m dan lebar saluran kantong lumpur (B) adalah < 6,727 m tahun Yang's Method Engelund and Hansen Method Shen and Hung Method Meyer Petter Muller (MPM) Method

9 Kemiringan Kantong lumpur pada eksploitasi normal atau kantong lumpur hampir penuh V = 1/n x R 2/3 1/2 x I n n 1/2 0,4 2/3 1/n 40 0,4 2/3 I n = 2,74 x 10-4 Kemiringan saluran pada saat pembilasan: V = 1/n x R 2/3 x Is 1/2 s 1/2 1,2 2/3 1/n 40 0,353 2/3 Is = 3,61 x 10-3 Agar pembilasan dapat dilakukan dengan baik kecepatan aliran harus tetap dalam keadaan subkritis atau Fr < 1,0 Fr 1,2 g. hs 9,81 0,4525 0,5 1,0 k Qs = 1,738 m 3 /s Vs = 1,20 m/s B = 3,2 m Hs = 0,4525 m n = 0,025 In = 3,61 x 10-3 Gambar 4.1 Potongan Melintang Kantong Lumpur dalam Keadaan Konsong (Qs) Volume kantong lumpur yang diperlukan adalah 200 m 3. V = 0,50 x b x L + 0,50 x (I s -I n ) x L 2 x b 200 = 0,50 x 6,6 x L + 0,50 x (3,61 x ,74 x 10-4 ) x L 2 x 6,6 200 = 3,3 L + 0,011 L 2 L = 51,692 m Karena Estimasi awal panjang kantong lumpur 53,861, maka ambil panjang kantong lumpur 54 m. m = Is x L = 3,61 x 10-3 x 54 = 1,95 m hs = 0,4525 m Gambar 4.2 Potongan Memanjang Kantong Lumpur g h s I s = 1000 x 9,81 x 0,4525 x 3,61 x 10-3 = 16,025 N/m 2 Dari grafik hubungan tegangan geser kritis dan kecepatan geser kritis, dengan tegangan geser ( ) sebesar 16,025 N/m 2, maka didapat besar partikel yang akan bergerak adalah partikel kecil sama dengan 15 mm, dengan kata lain partikel 15 mm akan terbilas dalam kantong lumpur. Sistem Kerja Kantong Lumpur Rencana Daerah Irigasi Perkotaan Partikel sedimen 0,0 mm yang masuk saluran irigasi perkotaan akan terendap pada kantong lumpur, sedangkan partikel < 0,07 mm akan terlewatkan yang menjadi sedimen melayang. Pada saat kantong lumpur penuh atau sudah 14 hari maka pintu air pada saluran primer ditutup, kemudian pintu pembilas dibuka. Partikel yang berada pada kantong lumpur akan terbilas kembali ke sungai. Partikel yang akan terbilas dalam kantong lumpur adalah partikel berukuran 39 mm. Setelah kantong lumpur kosong maka pintu pembilas ditutup dan pintu pada saluran primer dibuka kembali. Dan begitu seterusnya,setiap 14 hari sekali saluran kantong lumpur harus dibilas kembali.

10 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulkan sebagai berikut: 1. Besarnya erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon mencapai 31,331 ton/ha/tahun atau sebesar ,08 ton/tahun. Sedang besar sedimentasi yang dihasilkan dari perhitungan prediksi volume erosi yang terjadi adalah sebesar ,98 ton/tahun. 2. Estimasi sedimen dilakukan untuk mengetahui jumlah dan volume angkutan sedimen yang masuk ke intake. Estimasi yang dipilih adalah Formula Meyer Petter Muller karena mengacu kepada estimasi yang lebih tinggi. Maka jumlah angkutan sedimen adalah 33,385 ton/hari dan volume sedimen 12,62 m 3 /hari. 3. Angkutan sedimen yang masuk ke saluran irigasi Perkotaan 4,054 % dari hasil sedimen yang dihasilkan oleh DAS Bah Bolon. 4. Dari estimasi sedimen maka didapat volume kantong lumpur Daerah Irigasi Perkotaan adalah 200 m 3, dengan dimensi kantong lumpur yaitu panjang kantong lumpur 54 m dan lebar kantong lumpur 6,6 m, dan kedalaman kantong lumpur pada saat kosong adalah 0,4525 m. 5.2 Saran 1. Supaya Dinas terkait selalu melakukan pengawasan dalam penggunaan lahan dan konservasi tanah, agar daerah aliran sungai tidak banyak mengalami erosi. 2. Dalam penelitian ini hanya menggunakan 4 metode perhitungan untuk angkutan sedimen pada saluran, untuk penelitian lebih lanjut disarankan menambah metode lain, sehingga dengan penambahan metode dapat dilihat perbandingan hasil perhitungan. 3. Perlu diadakan survey perbedaan elevasi untuk mengetahui berfungsinya pembilasan kantong lumpur pada saat debit normal dan debit banjir pada Sungai Sipare-pare. 4. Perlu diteliti apakah sedimen hasil dari kantong lumpur bisa dipakai untuk campuran bahan konstruksi. Apabila bisa, maka perlu di rencanakan wadah atau kolam sedimen, sehingga sedimennya bisa lebih bermanfaat. DAFTAR PUSTAKA Andy Kurniawan, 2013, Kajian Kandungan Ex-disposal di Muara Sungai Belawan, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Asdak Chay, 2007, Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Boangmanalu Arta O, 2012, Kajian Laju Angkutan Sedimen pada Sungai Wampu, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dirjend. Pengairan Dept. Pekerjaan Umum, 1986, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama (KP-02), CV. Galang Persada, Bandung Dirjend. Pengairan Dept. Pekerjaan Umum, 1986, Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, CV. Galang Persada, Bandung Fadlun Mochammad, 2009, Analisis Pengendalian Sedimen di Sungai Deli Dengan Model HEC-RAS, Tesis, Sekolah Pascasarjana, Universitas Sumatera Utara. Jayusri, 2012, Analisa Potensi Erosi Pada DAS Belawan Menggunakan Sistem Informasi Geografis, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Hanwar Suhendrik dan Herdianto Revalin, 2007, Desain Bangunan Sedimen Dengan Teknologi Buffle (Sekat), Jurnal Teknik Sipil dan Perencanaan, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri, Unand Padang. Kartasapoetra, Sutedjo Mul. Mulyani, 1994, Teknologi Pengairan Pertanian (Irigasi), Bumi Aksara, Jakarta. Loebis J, Soewarno, dan Supardi, 1993, Hidrologi Sungai, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta Rauf Abdul, Lubis Kemala S., jamilah, 2011, Dasar-dasar Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, USU Press, Medan. Ritonga Dhani Aprisal, 2011, Analisa Hidraulis Bangunan Kantong Lumpur (Settling Basin) Pada Daerah Irigasi Sungai Ular, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Ronggodigdo Subhan, 2011, Kajian Sedimentasi Serta Hubungannya Terhadap Pendangkalan di Muara Sungai Belawan, Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Sucipto, 2008, Kajian Sedimentasi di Sungai Kaligarang Dalam Upaya Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Kaligarang-Semarang, Tesis, Program Magister Ilmu Lingkungan, Program Pascasarjana, Universitas Diponegoro. Suripin, 2001, Pelestarian Sumber Daya Air, Andi, Yogyakarta.