ANALISA DAN PENGENDALIAN EROSI PERMUKAAN PADA SUB DAS BATANG ANGKOLA DI TAPANULI SELATAN TESIS Oleh DARWIN RANGKUTI 047004002/PSL S E K O L A H PA S C A S A R J A N A SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
ANALISA DAN PENGENDALIAN EROSI PERMUKAAN PADA SUB DAS BATANG ANGKOLA DI TAPANULI SELATAN TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan pada Sekolah Pascasarjana Oleh DARWIN RANGKUTI 047004002/PSL SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Judul Tesis : ANALISA DAN PENGENDALIAN EROSI PERMUKAAN PADA SUB DAS BATANG ANGKOLA DI TAPANULI SELATAN Nama Mahasiswa : Darwin Rangkuti Nomor Pokok : 047004002 Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) Menyetujui Komisi Pembimbing (Prof. Dr. dr. Jazanul Anwar) Ketua (Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, MS) Anggota (Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) Anggota Ketua Program Studi, Direktur, (Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., M.Sc) Tanggal lulus: 23 Oktober 2010
Telah diuji pada Tanggal: 23 Oktober 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. dr. Jazanul Anwar Anggota : 1. Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, MS 2. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
ABSTRAK Wilayah sub DAS Batang Angkola secara geografis terletak pada garis 99 10 0-99 30 0 99 Bujur Timur dan 1 5 0-1 30 0 Lintang Selatan. Luas sub DAS Batang Angkola adalah 69.735,179 hektar dan secara wilayah administratif berada di Kabupaten Tapanuli Selatan meliputi 5 kecamatan yaitu: Kecamatan Padang Sidempuan, Kecamatan Padang Sidempuan Barat, Padangsidempuan Timur, Siais dan Batang Angkola. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa potensi kehilangan tanah akibat erosi air dengan menggunakan metode USLE dan mencari alternatif tata guna lahan sebagai upaya menekan laju erosi yang terjadi. Dalam menentukan laju erosi tahunan dengan metode USLE digunakan parameter antara lain: faktor-faktor erosivitas hujan (R), faktor erodibilitas tanah (K), faktor panjang dan kecuraman lereng (LS) dan faktor pengelolaan tanaman dan tindakan konservasi (CP). Dari hasil penelitian diperoleh laju erosi rerata di Sub-DAS tersebut sudah sebesar 185,68 ton/ha/thn atau 10,316 mm/thn dan termasuk dalam kategori kelas erosi IV (berat). Hasil evaluasi dan identifikasi unit lahan terhadap kelas bahaya erosi aktual menunjukkan 8,19% luas sub DAS berada dalam kelas I (kategori sangat ringan), 23,24% kelas II (kategori ringan), 24,54% kelas III (kategori sedang), 36,41% kelas IV (kategori berat), dan sisanya 7,50% kelas V (kategori sangat berat). Hasil prediksi laju sedimentasi sub DAS Batang Angkola dengan metode analisi debit sedimen melayang menunjukkan nilai debit secara umum relatif besar yaitu 129,73 ton/hari. Namun terjadi peningkatan debit sedimen di mana hasil penelitian PU Pengairan pada tahun 1997 debit sedimen masih berada pada kisaran 25.06 ton/hari sedangkan hasil penelitian ini debit sedimen sudah mencapai kisaran 129.73 (ton/hari). Upaya arahan pengendalian yang disarankan adalah dengan merubah faktor C & P, yakni mengubah pola tanam dan jenis tanam sesuai kondisi lahan, Bila arahan pengendalian ini dilakukan maka laju erosi rerata dapat diturunkan dari 185,68 ton/ha/thn atau 10,316 mm/thn dengan kategori kelas erosi IV (berat) menjadi 93,35 ton/ha/thn atau 5.186 mm/thn dengan kategori kelas erosi III (sedang). Untuk menjaga kelestarian lingkungan sub-das Batang Angkola dan menanggulangi potensi bahaya erosi yang mungkin terjadi maka perlu dilakukan langkah langkah perubahan faktor pola tanam dan jenis tanam di unit unit lahan tertentu. Langkah ini diikuti dengan tindakan mekanik seperti; pembuatan terasering, pembuatan dam pengendali alur atau dam pengendali parit serta pengolahan tanah sesuai dengan garis kontur yang ada. Dalam pelaksanaan kegiatan ini berbagai pihak, baik individu, masyarakat, swasta dan pemerintah harus bersama sama melakukan upaya pengendalian erosi sehingga bencana alam yang timbul akibat erosi dan sedimentasi di sub DAS Batang Angkola dapat diminimalkan atau bahkan dihindari. Kata Kunci: Pengendalian Erosi Permukaan, Daerah Aliran Sungai Batang Angkola.
ABSTRACT Stem Angkola sub watershed regions geographically located on the line 99 10'0 "- 99 30'0" 99 East longitude and 1 5'0 "- 1 30'0" south latitude. Sub-watershed Area Trunk Angkola is 69735.179 acres and administrative areas are in South Tapanuli District covers 5 districts namely: Sidempuan Padang District, West Sidempuan Padang District, East Padangsidempuan, Siais and Batang Angkola. The purpose of this study is to analyze the potential loss of land due to water erosion using USLE and look for alternative land uses in an effort to curb erosion. In determining the annual erosion rate with the method used USLE parameters include: rainfall erosivity factors (R), soil erodibility factor (K), the length and steepness of the slope factor (LS) and crop management factors and conservation actions (CP). The result showed the average erosion rate in sub-watershed is already amounted to 185.68 tonnes / ha / yr or 10.316 mm / yr and included in the category of erosion class IV (severe). Results evaluation and identification of land units to actual erosion danger class showed 8.19% sub-watershed area is in a class I (the category of very mild), 23.24% class II (mild category), 24.54% Class III (medium category), 36.41% grade IV (severe category), and the remaining 7.50% class V (very severe category). The prediction results of sediment sub watershed Trunk Angkola with floating sediment discharge analysis method showed values generally relatively large discharge of 129.73 tons / day. But an increase in sediment discharge in which the research results of Irrigation Works in 1997 discharge of sediment still in the range of 6.25 tons / day while the results of this study sediment discharge has reached the range of 129.73 (tons / day). Efforts to control the direction that is suggested by changing the factor C & P, that is changing the cropping pattern and type of planting according to the conditions of land, When the direction of control is done then the average erosion rate can be derived from 185.68 tonnes / ha / yr or 10.316 mm / yr with erosion class category IV (severe) to 93.35 tons / ha / yr or 5186 mm / yr by erosion class category III (moderate). To maintain the environment of sub-watershed Stem Angkola erosion and mitigate the potential hazards that may occur it is necessary to step the pace of change factors cropping pattern and type of planting in a particular land unit. This step is followed by mechanical actions such as the manufacture of terraces, dams-making flow controller or controllers trench dams and soil treatment in accordance with the existing contour lines. In the implementation of these various parties, whether individuals, communities, private sector and government should make efforts together so that the erosion control of natural disasters caused by erosion and sedimentation in the sub watershed Trunk Angkola can be minimized or even avoided. Keywords: Surface Erosion Control, Watershed Angkola Batang.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas pertolongannya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis dengan judul: ANALISA DAN PENGENDALIAN EROSI PERMUKAAN PADA SUB DAS BATANG ANGKOLA DI TAPANULI SELATAN. Tesis ini disusun dalam rangka memenuhi tugas akhir penyelesaian program pascasarjana pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana,. Selama pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini penulis telah mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: 1. Prof. Dr. dr. Jazanul Anwar., selaku Ketua Komisi Pembimbing yang telah banyak memberikan perhatian, nasehat, arahan dan waktu secara sabar untuk berdiskusi dengan memberikan semangat secara terus menerus sejak perencanaan penelitian sampai penyelesaian penulisan tesis ini. 2. Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, MS dan Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah memberikan arahan, waktu serta tenaga dalam berdiskusi mulai dari perencanaan penelitian sampai terselesaikannya tesis ini. 3. Prof. Alvi Syahrin, SH., MS dan Prof. Dr. Erman Munir, MSc., selaku Ketua dan Sekretaris Program Studi Magister Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
Lingkungan, Sekolah Pascasarjana yang telah memberikan dorongan untuk tetap bertahan dalam menyelesaikan studi ini. 4. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS dan Drs. Chairuddin, MSc., Selaku Dosen Penguji yang telah memberikan koreksi, masukan, saran perbaikan dan semangat dalam menyelesaikan studi. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas semua kebaikan Ibu dan Bapak dengan berlipat ganda. Akhir kata penulis menyadari bahwa tulisan ini masih belum sempurna, namun demikian penulis berharap semoga karya ilmiah yang sederhana ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan semua pihak yang memerlukannya. Medan, Desember 2010 Darwin Rangkuti NIM. 047004002
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... RIWAYAT HIDUP... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i ii iii v vi viii x BAB I. PENDAHULUAN.. 1 1.1. Latar Belakang. 1 1.2. Batasan Masalah... 3 1.3. Hipotesis Penelitian... 4 1.4. Tujuan Penelitian... 4 1.5. Manfaat Penelitian... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1. Daerah Aliran Sungai...... 6 2.2. Mekanisme Terjadinya Erosi... 7 2.3. Prediksi Laju Potensi Erosi..... 10 2.3.1. Erosivitas Hujan (R)...... 11 2.3.2. Erodibilitas Tanah... 13 2.3.3. Faktor Panjang Lereng (L)... 15 2.3.4. Faktor Kecuraman Lereng (S)... 15 2.3.5. Faktor Pengelolaan Tanaman (C)... 17 2.3.6. Faktor Tindakan Khusus Konservasi Tanah (P)... 17 2.4. Toleransi dan Klasifikasi Bahan Erosi... 21 2.5. Dampak dan Bencana Erosi... 24 2.6. Pengendalian Erosi... 25 2.9. Sedimentasi... 29
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN... 32 3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian... 32 3.2. Bahan dan Peralatan... 32 3.3. Metode... 33 3.4. Menghitung Besarnya Kehilangan Tanah dengan Metode USLE... 35 3.5. Pemantauan Sedimentasi... 36 3.6. Pengendalian Erosi...... 37 3.7. Arahan Penggunaan Lahan...... 37 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.. 39 4.1. Prediksi Laju Erosi... 39 4.1.1. Peta Sub-DAS Batang Angkola... 39 4.1.2. Peta Poligon Thiessen... 39 4.1.3. Faktor Erosivitas Hujan (R)... 40 4.1.4. Faktor Erodibilitas Tanah (K)... 41 4.1.5. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)... 45 4.1.6. Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Konservasi Lahan (P)... 45 4.1.7. Peta Unit Lahan... 46 4.1.8. Laju Potensi Erosi (A)... 46 4.1.9. Batas Toleransi (T) dan Klasifikasi Bahaya Erosi... 52 4.2. Pemantauan Sedimentasi... 53 4.2.1. Debit Sedimen Melayang (Discharge of Suspended Sedimen)... 53 4.3. Pembahasan... 54 4.3.1. Hasil Analisa Klasifikasi Bahaya Erosi... 54 4.3.2. Pemantauan Sedimentasi... 55 4.3.3. Pengendalian Erosi Permukaan... 57 4.4. Rekomendasi... 69 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 74 5.1. Kesimpulan.... 74 5.2. Saran..... 75 DAFTAR PUSTAKA... 76 LAMPIRAN... 78
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2.1 Kode Struktur Tanah... 14 2.2 Kode Permeabilitas Profil Tanah... 14 2.3 Jenis Tanah dan Nilai Faktor Erodibilitas Tanah (K)...... 14 2.4 Penilaian Kelas Lereng dan Faktor LS... 16 2.5 Nilai Faktor Pengelolaan Tanaman (C)... 18 2.6 Nilai-nilai Faktor Konservasi Tanah (P)... 19 2.7 Perkiraan Nilai CP Berbagai Jenis Penggunaan Lahan..... 20 2.8. Pedoman Penetapan Batas Toleransi Erosi (T) untuk Tanah-tanah di Indonesia... 23 2.9 Klasifikasi Bahaya Erosi... 24 4.1 Zona Pengaruh Erosivitas Hujan pada Sub-DAS Batang Angkola.. 40 4.2 Jumlah Hujan Rerata Bulanan (Pm) 40 4.3 Hasil Hitungan Faktor Erosivitas Hujan (Rm)... 41 4.4 Zona Jenis Tanah dan Nilai Faktor Tanah Erodibilitas Tanah (K).. 41 4.5 Zona Kemiringan Lereng dan Nilai Faktor LS... 45 4.6 Nilai Faktor C,P dan CP pada Sub-DAS Batang Angkola... 45 4.7 Resume Perhitungan Laju Erosi Bulan Januari... 50 4.8 Hasil Hitungan Analisis Laju Erosi Permukaan... 51 4.9. Resume Perhitungan Batas Toleransi dan Klasifikasi Bahaya Erosi... 52
4.10 Hasil Analisis Air di Lokasi Kp. Silaiya... 53 4.11 Debit Sedimen Suspended Load di Kampung Silaiya... 54 4.12 Hasil Evaluasi & Identifikasi Kelas Bahaya Erosi... 55 4.13 Hasil Analisis Air di Desa Sipotangniari (Batang Angkola) pada Tahun 1997... 56 4.14 Debit Sedimen Suspended Load... 56 4.15 Penyumbang Erosi Permukaan Lahan Sub-DAS Batang Angkola.. 58 4.16 Beberapa Unit Lahan yang Kemiringan > 45% Tapi Penggunaan Lahannya Bukan Kawasan Lindung... 60 4.17 Hasil Hitungan Erosi Pengendalian (CP Baru)... 67
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Jenis-jenis Erosi... 9 2.2 Bagan Alir Dampak dan Bencana Erosi... 22 3.1 Bagan Alir Penelitian... 38 4.1 Peta Sub DAS Batang Angkola... 42 4.2. Peta Thiessen Sub DAS Batang Angkola... 43 4.3. Peta Jenis Tanah Sub DAS Batang Angkola... 44 4.4. Peta Kemiringan Lereng Sub DAS Batang Angkola... 47 4.5. Peta Tata Guna Lahan Sub DAS Batang Angkola... 48 4.6. Peta Unit Lahan Sub DAS Batang Angkola... 49 4.7. Grafik Analisis Laju Erosi Aktual dan Pengendalian... 68 4.8. Beberapa Tindakan Mekanis dalam Mengurangi Erosi... 71