KAJIAN SEDIMENTASI RENCANA BANGUNAN PENAHAN SEDIMEN SUNGAI KAPUR KECIL

Transkripsi

1 Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen KAJIAN SEDIMENTASI RENCANA BANGUNAN PENAHAN SEDIMEN SUNGAI KAPUR KECIL Siswanto, Manyuk Fauzi, Hendra Muchlis ABSTRAK Pengurangan hutan karena kebutuhan manusia memiliki dampak negatif pada DAS, salah satu efek dari pengurangan hutan adalah terjadinya erosi dan sedimentasi di sungai Kapur Kecil. Untuk menentukan tingkat sedimentasi metode yang digunakan dari USLE (Universal Soil Loss Equation). Metode USLE mempertimbangkan penggunaan tanah di daerah penelitian, sehingga metode ini dapat diandalkan sebagai analisis dari jumlah sedimentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sedimentasi yang terjadi berdasarkan metode USLE dari, mm/tahun dan volume sedimentasi,7 m /tahun. Kata kunci: sedimentasi, USLE ABSTRACT Reduction of forests due to human needs has a negative impact on a watershed, one of the effects of the reduction of the forest is the occurrence of erosion and sedimentation on Kapur Kecil river. To determine the sedimentation rate used method of USLE (Universal Soil Loss Equation). USLE method considering the land use on study area, thus this method can be relied upon as an analysis of the amount of sedimentation. The results showed that the sedimentation that occurs based on USLE method of, mm/year and sedimentation volume of,7 m /year. Key words: sedimentation, USLE. PENDAHULUAN Seiring dengan keinginan manusia untuk memperoleh tingkat kehidupan yang lebih baik, perkembangan kegiatan pemanfaatan kawasan sudah tentu akan sulit dihentikan sama sekali. Hal ini akan berdampak pada perubahan tata guna lahan di daerah catchment area. Sehingga luas hutan yang ada di daerah tangkapan hujan akan berkurang dan dapat mengakibatkan terjadinya ketidaksetimbangan pada daerah tersebut terutama pada daerah hulu waduk PLTA Koto Panjang. Pengurangan luasan wilayah hutan yang terdapat di sekitar genangan hulu waduk Koto Panjang sebagian besar disebabkan oleh pembukaan lahan untuk perkebunan dan illegal logging. Banyak sekali perkebunan masyarakat yang dapat dijumpai disekitar waduk, terutama perkebunan gambir, kelapa sawit dan perkebunan karet. Akibat pengurangan luas hutan ini, maka laju erosi dan sedimentasi di daerah waduk cenderung juga meningkat. Hal ini tentu sangat tergantung pada curah hujan di hulu waduk, dimana ketika curah hujan di daerah hulu cukup tinggi maka laju erosi dan sedimentasi yang terjadi juga akan tinggi. Peningkatan laju sedimentasi pada waduk PLTA Koto Panjang akan mempercepat pengisian tampungan mati (dead storage) waduk sampai suatu saat ke depan akan mengurangi umur layan waduk yang telah direncanakan. Untuk menanggulangi sedimentasi yang masuk ke waduk koto panjang, khususnya sedimentasi yang berasal dari anak sungai,, Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau Page 7, Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau

2 yang masuk ke sungai utama maka pemerintah membuat sebuah bangunan air yang dapat menahan aliran sedimen dari hulu waduk Koto Panjang. Bangunan penahan sedimen tersebut adalah bangunan penahan sedimen Lubuk Alai Hulu waduk Koto Panjang wilayah sungai Kampar. Salah satu anak sungai yang akan dibuat bangunan penahan sedimen adalah sungai Kapur, sungai Kapur ini merupakan salah satu dari wilayah sungai Kampar yang ada di Sumatra Barat yang memiliki permasalahan utama dibagian hulu yaitu telah terdegradasi fungsinya yang seharusnya mutlak menjadi kawasan lindung namun telah telah dikonversi menjadi lahan perkebunan serta sebagian besar lainnya telah menjadi kawasan budidaya yang mengarah sebagai lahan terbuka. Dengan terjadinya perubahan ekosistem pada kawasan hutan lindung bagian hulu daerah aliran sungai Kampar, khususnya di sungai Batang Kapur di Lubuk alai yang telah berdampak cukup luas terhadap kawasan bagian hilir. Hal ini akan berdampak terhadap volume sedimentasi waduk Koto Panjang. Sehingga pembangunan bangunan penahan sedimen ini dapat mengurangi volume sedimen yang masuk kedalam waduk Koto Panjang.. METODOLOGI PENELITIAN Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer dan data sekunder. Pengumpulan data primer berasal dari pengambilan sampel di lapangan, pengukuran di lapangan dan pengujian data di laboratorium. Pengumpulan data sekunder berupa :. Data curah hujan yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari data curah hujan Siberuang (tahun sampai tahun ).. Peta rupa bumi BAKORSURTANAL Edisi I- No.Lembar 7-.. Peta rupa bumi BAKORSURTANAL Edisi I- No.Lembar -.. Citra landsat TM 7.\. HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil Analisa Hidrologi Hasil analisa hidrologi pada penelitian ini digunakan untuk mendapatkan hujan rancangan dan debit rancangan. Data curah hujan yang digunakan merupakan data curah hujan harian dari stasiun hujan yang tedekat pada lokasi penelitian ini, Stasiun hujan tersebut adalah stasiun hujan Siberuang, Kecamatan XIII Koto Kampar, Kabupaten Kampar. Data curah hujan yang digunakan adalah data hujan selama tahun, dimulai dari tahun sampai dengan tahun.. Ketersediaan Air Metode F.J. Mock Pendugaan air dengan metode ini untuk mendapatkan debit rata-rata tahunan perbulan. Perhitungan pendugaan ketersediaan air dengan metode F.J. Mock pada sungai kapur kecil untuk bulan Januari : - Hujan bulanan rata-rata = 7, mm - Hari hujan bulanan rata-rata =, hari - Evapotranspirasi potensial = mm/bulan - Permukaan lahan terbuka (m) = % (,) - Koefisien strorage (K) =, - Catchment area (A) =,9 km a. Evapotranspirasi terbatas E = ETo (m/) (-n) E = (/) (-,) E =,99 mm/bulan Et = ETo-E Et = -,99=, mm/bulan b. Perhitungan keseimbangan air WS = P-Et WS = 7, -, =, mm/bulan c. Perhitungan run off dan water storage I =, WS I =,, = 7, mm/bulan,(+k) I=,(+,) 7,=,9 K.V_(n-)=, = mm/bulan Dimana Vn- adalah volume tampungan bulan sebelumnya, untuk tampungan sebelum bulan Januari diasumsikan belum ada tampungan jadi Vn- = Vn =,(+K) I+K (V_(n-) ) Page JURNAL APTEK Vol. No. Juli

3 Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen =,9 + =,9 mm/bulan K (V_(n-) ) = K.Vn bulan Desember =,. 9,9 =,9 mm/bulan Vn =,(+K) I+K (V_(n-) ) =,9 +,9 = 7,7 mm/bulan K (V_(n-) = K.Vn bulan Desember =, 9, =, mm/bulan Vn =,(+K) I+K (V_(n-)) =,9 +, = 7,99 mm/bulan Vn = Vn (Vn-) = 7,99 9, = 7, mm/bulan BF = I - Vn = 7, 7, =, mm/bulan Dro = K x WS =, x, =, mm/bulan Run off = BF + Dro = 9, +, =, mm/bulan Q = (Run off x A)/(x) = (, x,9)/ =, m /detik Jadi debit andalan bulan Januari adalah, m /detik, dan untuk perhitungan bulan-bulan berikutnya dapat dilihat pada Tabel berikut ini:,, Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau Page 9, Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau

4 Tabel. Perhitungan pendugaan ketersediaan air dengan metode F.J. Mock No Uraian Satuan Hitungan Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec I Data Curah hujan bulanan (P) mm/bulan Data Hari hujan (n) hari Data Jumlah hari perbulan hari Data II Evapotransipirasi Evapotranspirasi potensial (eto) mm/bulan Data Singkapan lahan (m) % E/Eto % E mm/bulan x Evapotranspirasi terbatas (Et) mm/bulan III Keseimbngan Air 9 WS mm/bulan IV Limpasan Dan Volume Tampungan I mm/bulan, x (+K)I mm/bulan K =, K.Vn mm/bulan vn mm/bulan K.Vn- lanjutan mm/bulan 9 7. Vn lanjutan mm/bulan K.Vn- lanjutan mm/bulan Vn lanjutan mm/bulan Vn' mm/bulan BF mm/bulan Dro mm/bulan K x Ro mm/bulan Q m /detik x A. Sumber : Perhitungan Page JURNAL APTEK Vol. No. Juli

5 Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen. Analisa Sedimentasi Metode USLE Perhitungan sedimentasi metode USLE harus mempertimbangkan beberapa faktor, berikut contoh perhitungan dari faktor-faktor tersebut : a. Perhitungan Faktor Erosivitas (R) Faktor R diambil dari nilai rata-rata curah hujan total yang ada pada setiap bulannya dalam satu tahun. Contoh perhitungan yang diambil adalah jumlah curah hujan tahun - bulan Januari adalah 99 mm kemudian dibagi dengan banyaknya jumlah data yaitu sebesar buah, maka didapat hasilnya sebesar 7,. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel berikut ini : Tabel. Rata-rata Hujan Bulanan N Tah Ma Ap Me Jan Feb o. un r r i Jun Ratarata Tabel. Rata-rata Hujan Bulanan (lanjutan) N Tah Ag No De Jul Sep Okt o. un u v s Ratarata Sumber : Stasiun Hujan Siberuang b. Faktor Erodibiltas Tanah (K) Faktor erodibilitas dihitung dengan menggunakan nomograf (Gambar ) untuk mendapatkan nilai K pada penelitian ini,, Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau Page, Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau

6 menggunakan data soil properties yang didapat dari data proyek yaitu : Persentase silt dan fine sand adalah sebesar %, persentase sand adalah %, persentase unsur organik (OM) adalah %, struktur tanah merupakan granular sedang kasar dan tingkat permeabilitas tanah adalah sedang. Dari data diatas dapat ditentukan nilai K dengan cara menarik garis dari nomograf persent silt + fine sand sebesar % kekanan hingga menyentuh garis persent sand sebesar %, setelah itu ditarik kembali garis kearah bawah sampai kegaris persent OM. Kemudian ditarik lagi garis kearah kanan pada soil erodibility sampai kepada garis soil structur yang bernilai medium (sedang), setelah itu ditarik kembali garis kearah garis permeablity dengan tingkat medium (sedang). Dari garis tersebut ditarik garis kearah kiri dan didapat nilai K yaitu sebesar,. Hasil dari nomograf tersebut dapat dilihat pada Gambar dibawah ini : Gambar. Nomograf Faktor K c. Perhitungan Faktor LS Faktor kemiringan lahan (LS) membutuhkan data topografi. Sebagai contoh diambil perhitungan dengan elevasi -, diambil panjang rata-rata (L) antara elevasi tersebut yaitu sebesar 9,7; sehingga : S = interval/ L S = / 9,7 =,7 Untuk nilai S = 7% maka persamaan yang digunakan adalah : LS = ( L,, ) ( S, g ) LS = ( 9,7, ), ( 7 9, ), =, Perhitungan seluruhnya dapat dilihat paada Tabel sebagai berikut : Tabel. Perhitungan nilai LS No. Elevasi H Sratarata (%) S LS <. 9. Sumber : Perhitungan d. Perhitungan Faktor CP Page JURNAL APTEK Vol. No. Juli

7 Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen Faktor CP pada penelitian ini diambil untuk tata guna lahan berupa hutan tanpa tanaman bawah sebesar,. e. Perhitungan Energi Kinetik Hujan Contoh perhitungan energi kinetik diambil bulan Januari sebagai berikut : R = 7, mm E =,7 R,7 =,7 x 7,,7 =,9 ton M/ha cm Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel, energi kinetik hujan yang diambil adalah energi rata-rata dalam satu tahun yaitu., ton M/ha cm. Tabel. Perhitungan Energi Kinetik Bulan R E mm ton. M/ha. Cm Januari 7 Februari 9 Maret 7 April Mei Juni 7 Juli 9 7 Agustus 9. September 7 Oktober 9. 9 November 9 7 Desember 7. Rata-rata. Total 9 Sumber : Perhitungan f. Laju Erosi Potensial (Epot) Epot = E K LS A =.,,,, =, ton/ha/th g. Laju Erosi Aktual (Eakt) Eakt = Epot x CP =, x, =, ton/ha/th h. Laju Sedimentasi Potensial SDR = S(, A, ) +, (S + n ) A, = 7%(,,9, ) (7%+,) +,,9, =, i. Sedimentasi potensial yang terjadi adalah Spot = E-Akt x SDR =, x, =,9 ton/tahun Jadi besar volume sedimentasi adalah, mm/tahun. Rekapitulasi perhitungan dengan metode USLE dapat dilihat pada Tabel.,, Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau Page, Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau

8 Tabel. Rekapitulasi Perhitungan Sedimentasi Metode USLE No. Elevasi Panjang Lereng Slope Luas LS Erosi Potensial (E-pot) CP Erosi Aktual SDR Sedimentasi (m) (%) (km) (Ha) (ton/th) (ton/th) < Total 99 total sedimen ton/ha/th 9 m /Ha/th. m /th,7 mm/th. Sumber : Perhitungan Page JURNAL APTEK Vol. No. Juli

9 Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen. KESIMPULAN DAN SARAN Hasil analisa laju sedimentasi pada Sungai Kapur Kecil menghasilkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:. Dari metode USLE yang digunakan untuk menentukan laju sedimentasi adalah sebesar. mm/ tahun atau sebesar,7 m / tahun. Total volume sedimentasi selama tahun adalah sebesar juta m.. Beradasarkan pengamatan lapangan dimana kondisi air ketika kemarau air terlihat jenuh dan saat hujan terlihat keruh maka hasil analisa metode USLE ini cukup dapat diandalkan. Adapun saran yang dapat diberikan sebagai berikut ini.. Dalam penelitian ini masih menggunakan peralatan yang sangat sederhana, sehingga masih terdapat kelemahan dalam pengambilan data. Untuk penelitian selanjutnya dan yang berkaitan dengan analisa sedimentasi, maka sebaiknya digunakan peralatan yang lebih canggih agar didapatkan hasil yang lebih teliti lagi.. Dalam perencanaan bangunan penahan sedimen sebaiknya menggunakan metode USLE dalam menentukan volume sedimentasi. Sedimen (The Empirical Area Reduction). Skripsi Jurusan Teknik Sipil S.Purwokerto: Universitas Jenderal Soedirman. Sosrodarsono, S. Dan M. Tominaga.. Perbaikan dan Pengaturan Sungai. Jakarta : PT. Pradnya Paramita. Soewarno.. Hidrologi Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai (Hidrometri). Bandung : Nova. Soemarto, C.D,. Hidrologi Teknik. Jakarta. Erlangga. DAFTAR PUSTAKA Triatmojo, B.. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset. Suripin,. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Andi Offset. Asdak, Chay.. Hidrologi dan Pengelolaan DAS. Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Das M,. Braja.. Mekanika Tanah Jilid.. Jakarta : Erlangga. Malik, D.J..Perkiraan Umur Layanan Waduk Mrica Banjarnegara Jawa Tengah Dengan Metode Kapasitas Tampungan Mati (Dead Storage) dan Distribusi,, Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau Page, Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakutas Teknik Universitas Riau

10 Page JURNAL APTEK Vol. No. Juli