1 PENGGUNAAN METODE SOIL CONSERVATION SERVICES (SCS) UNTUK MEMPREDIKSI ALIRAN PERMUKAAN PADA LAHAN PERKEBUNAN KELAPA SAWIT, UNIT USAHA REJOSARI, PTP NUSANTARA VII LAMPUNG Oleh : ANITA RAHAYU A24104006 PROGRAM STUDI ILMU TANAH DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
2 SUMMARY ANITA RAHAYU. Application of Soil conservation Services (SCS) Model to Predict Surface Runoff in Oil Palm Plantation Afdeling III, Business Unit of rejosari, PTPN VII South of Lampung. (Under supervision by YAYAT HIDAYAT and KUKUH MURTILAKSONO) Surface runoff or overland flow is the portion of rainfall which is not absorbed by the soil and is not accumulated on soil surface, but runs down-slope and collects in gullies and streams ( Hillel, 1997). Unproportionaly of surface runoff especially in rainy season can cause water loss quickly. Surface runoff volume can be predicted by using Soil Concervation Services (SCS) model. The objectives of this research is to predict surface runoff volume using Soil Conservation Services (SCS) model and to compare it with the measured ones. The research was carried out at Oil Palm Plantation of Afdeling III, Management Unit of Rejosari, PTPN VII South of Lampung. Main activities of the research consist of (a) identifications of hidrology soil grouph (HSG), (b) estimation of land cover and antecedent moisture condition (AMC), (c) delineation of microcatchment, (d) measurement of surface runoff in microcatchment outlet, and (e) predicting of surface runoff using SCS and PCRaster models. Soil Conservation Services (SCS) model can be used to predicted surface runoff. Model performance is quite well, which showed by determination coefficient and Root Mean Square Error (RMS-E) are 0.54 (R 2 ) and 9.37 (RMS- E) respectively. Maximum surface runoff volume both measured (61.45 mm) and predicted (32.82 mm) were obtained on March 10 th 2008 with rainfall 101.85 mm. While minimum value on April 4 th 2006 with surface runoff volume measured, a predicted and rainfall were 0.08, 0.32 and 17.36 mm respectively.
3 RINGKASAN ANITA RAHAYU. Penggunaan Metode Soil Conservation Services (SCS) untuk Memprediksi Aliran Permukaan pada Lahan Perkebunan Kelapa Sawit, Unit Usaha Rejosari, PTP Nusantara VII Lampung. (Dibawah bimbingan YAYAT HIDAYAT dan KUKUH MURTILAKSONO) Aliran permukaan adalah bagian dari hujan yang tidak meresap ke dalam tanah dan tidak terakumulasi di permukaan tanah tetapi bergerak ke tempat yang lebih rendah dan mengumpul dalam parit atau saluran (Hillel, 1971). Aliran permukaan yang tidak proporsional dapat menyebabkan terjadinya kehilangan air dengan cepat. Selama musim hujan, laju aliran permukaan berubah terus dengan cepat dan bersifat yang paling merusak. Besarnya aliran permukaan dapat dievaluasi dengan melakukan pengukuran langsung di lapangan atau dengan memprediksinya menggunakan metode pendugaan. Metode Soil Conservation Service (SCS) merupakan metode yang cukup sederhana dan telah lama dikembangkan serta memberikan hasil yang cukup baik. Tujuan penelitian adalah memprediksi volume aliran permukaan dengan menggunakan metode Soil Conservation Service (SCS) dan membandingkannya dengan hasil pengukuran. Penelitian dilakukan di Perkebunan Kelapa Sawit PTP Nusantara VII Unit Usaha Rejosari, Lampung. Metode penelitian meliputi penetapan kelompok hidrologi tanah dan kadar air tanah awal, penutupan permukaan lahan, pembuatan peta DEM, delineasi microcatchment, pengukuran aliran permukaan pada outlet microcatchment, dan penghitungan aliran permukaan dengan metode SCS dan PCRaster. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Soil Conservation Service (SCS) cukup akurat dalam memprediksi aliran permukaan. Hal ini ditandai dengan cukup rendahnya nilai RMS-E (Root Mean Square Error), yaitu sebesar 9.37 dan cukup banyaknya titik-titik yang berkumpul pada diagonal dalam scatter plot dengan nilai koefisien determinasi (R 2 ) sebesar 0.54 Sebagian besar volume aliran permukaan hasil pengukuran memiliki nilai yang berbeda pada setiap kejadian hujan dibandingkan hasil prediksi. Volume aliran permukaan pengukuran dan prediksi tertinggi terdapat pada tanggal 10 Maret 2008 dengan curah hujan yang sama sebesar 101.85, yaitu 61.45 mm dan 36.85 mm. Volume aliran permukaan pengukuran terendah terjadi pada 4 April 2006 sebesar 0.08 mm sedangkan hasil prediksi terjadi pada tanggal 30 Mei 2008 sebesar 0.32 mm.
4 PENGGUNAAN METODE SOIL CONSERVATION SERVICES (SCS) UNTUK MEMPREDIKSI ALIRAN PERMUKAAN PADA LAHAN PERKEBUNAN KELAPA SAWIT, UNIT USAHA REJOSARI, PTP NUSANTARA VII LAMPUNG Oleh : ANITA RAHAYU A24104006 Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor PROGRAM STUDI ILMU TANAH DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
5 Judul Penelitian : Penggunaan Metode Soil Conservation Services (SCS) untuk Memprediksi Aliran Permukaan pada Lahan Perkebunan Kelapa Sawit Unit Usaha Rejosari PTP Nusantara VII Lampung Nama Mahasiswa : Anita Rahayu Nomor Pokok : A24104006 Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Yayat Hidayat, MSi. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS. NIP. 132 004 798 NIP. 131 861 468 Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie M. Agr. NIP. 131 124 019 Tanggal Lulus :
6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 23 Februari 1986. Penulis merupakan putri sulung dari empat bersaudara dari pasangan Nata Juanda dan Siti Rubaiah, A.Md. Pendidikan formal yang telah dijalani oleh penulis adalah Sekolah Dasar Negeri 3 Cigombong pada tahun 1992, Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Cijeruk pada tahun 1998, Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Cijeruk pada tahun 2001 dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB) dan terdaftar sebagai mahasiswa Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) periode 2004-2005 dan 2006-2007, serta menjadi asisten Dasar-dasar Ilmu Tanah pada tahun ajaran 2006/2007, asisten Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra pada tahun ajaran 2006/2007 serta asisten Agrogeologi Tanah pada tahun ajaran 2007/2008.
7 KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrohimi... Assalamu alaikum wr.wb., Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala kekuatan, kemudahan dan atas izin-nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam penulis haturkan kepada Nabiyullah Muhammad SAW, atas segala perjuangan untuk mencapai sebuah kebenaran. Skripsi yang berjudul Penggunaan Metode Soil Conservation Service (SCS) untuk Memprediksi Aliran Permukaan pada Lahan Perkebunan Kelapa Sawit, Unit Usaha Rejosari, PTP Nusantara VII Lampung merupakan bagian dari tugas akhir untuk memperoleh Gelar Sarjana di Program Studi Ilmu Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Aliran permukaan merupakan bagian dari hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Besarnya aliran permukaan dari suatu wilayah dapat diprediksi dengan menggunakan metode SCS. Metode ini cukup sederhana dan memberikan hasil yang cukup baik. Penulis menyadari dalam menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Direksi dan Staff Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan yang telah mendanai penelitian ini. 2. Manager dan Staff Unit Usaha Rejosari PTPN VII Lampung beserta Sinder dan Staff Afdelling III.
8 3. Ir. Yayat Hidayat, MSi selaku Dosen Pembimbing I atas segala bimbingan dan saran yang telah diberikan dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi. 4. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS selaku Dosen Pembimbing II atas segala bimbingan dan saran yang telah diberikan dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi. 5. Staff dosen dan laboran di Laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah dan Air yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian. 6. Papa, Mama, Arfan, Arini, Arisna yang menjadi keluarga tempat penulis bertumpu, mengadu dan meminta pendapat serta tak henti-hentinya senantiasa menemani dengan doa, semangat, dan kasih sayang. 7. Marni, Matung, Restu, dan Bogie terima kasih atas kerjasama, saran dan kritik selama menjalani penelitian ini. 8. Mas Beki, Mas Pedro, Mbak Atik, Pak Guslan dan para staff dan pegawai Afdelling 3 atas bantuan yang telah diberikan selama penelitian. 9. Teman-teman Lasapienza, Mbal, Nika, Dian, Liput, Yesy, Inga, Ratih, Desi, Ima, Elz, Novi yang selalu menemani dalam suka maupun duka. 10. Mbak Amel, Mas Gun, dan Mas Novri atas saran, nasehat maupun tegurannya. Terima kasih untuk persahabatan yang terjalin sampai saat ini. 11. Soiler 41 dan semua rekan yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih untuk semua bantuannya. Alhamdulillahirobil alamiina... Wassalamu alaikum wr.wb. Bogor, Februari 2009 Penulis
9 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 3 Aliran Permukaan... 3 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Aliran Permukaan... 3 Pendugaan Aliran Permukaan... 5 Kelapa Sawit ( Elaeis guinensis Jacq.)... 9 Sistem Informasi Geografi... 11 BAHAN DAN METODE... 12 Tempat dan Waktu... 12 Bahan dan Alat... 12 Metode Penelitian... 14 Pengukuran Curah Hujan... 14 Pengukuran Kadar Air Tanah... 15 Pengukuran Debit Aliran Permukaan di Lapang... 15 Prediksi Aliran Permukaan Menggunakan Metode SCS... 17 Penetapan Kelompok Hidrologi Tanah... 18
10 Penentuan Kadar Air Tanah Awal... 18 Penentuan Penutupan Permukaan Lahan... 18 Pembuatan Peta DEM... 19 Pembuatan Batas DAS... 19 Penghitungan Volume Aliran Permukaan... 19 Analisis Data Aliran Permukaan Pengukuran dan Aliran Permukaan Prediksi... 21 KONDISI UMUM DAERAH PENELITIAN... 23 Letak Geografis dan Administratif... 23 Keadaan Tanah... 23 Topografi... 24 Iklim... 25 HASIL DAN PEMBAHASAN... 26 Curah Hujan... 26 Kurva Linier Tinggi Muka Air dan Lengkung Debit Aliran... 28 Hubungan Kelompok Hidrologi Tanahh, Antecedent Moisture Condition (AMC), dan Curve Number (CN)... 29 Penutupan Permukaan Lahan... 35 Hubungan Curah Hujan dan Aliran Permukaan (Overland flow)... 37 Analisis Aliran Permukaan Aktual dan Aliran Permukaan Prediksi... 39 KESIMPULAN DAN SARAN... 44 Kesimpulan... 44 Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA... 45 LAMPIRAN... 48