PENGGUNAAN METODE USLE DAN MUSLE DALAM ANALISA EROSI DAN SEDIMENTASI DI DAS BELAWAN Anshar Raufan Adhirahman 1, A. P. Mulia Tarigan 2, Hendri Irwandi 3, M. Irsan 4 1 Mahasiswa Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: mr.pohan@hotmail.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: a.perwira@usu.ac.id 3 Peneliti, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Sampali, Jl. Meteorologi Raya No. 17, Deli Serdang 4 Peneliti, Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Wampu Sei Ular, Jl. Sisingamangaraja No. 14, Medan ABSTRAK DAS Belawan merupakan salah satu DAS yang memiliki peran penting di Provinsi Sumatera Utara dikarekan aliran DAS Belawan yang banyak melintasi kota dan kabupaten di Provinsi Sumatera Utara seperti kota Medan dan Kabupaten Deli Serdang, besarnya peran DAS Belawan terhadap kondisi daerah sekitarannya membuat diperlukannya analisa perkiraan erosi dan sedimentasi yang terjadi pada DAS Belawan. Berdasarkan analisa yang dilakukan dengan menggunakan metode USLE dan MUSLE, maka diperoleh besar erosi per-sub DAS Belawan, Belawan Hilir sebesar 10,43 ton/ha/thn, Belawan Hulu sebesar 28,31 ton/ha/thn, Belawan Tengah sebesar 7,05 ton/ha/thn, Belawan SeiTengah sebesar 5,63 ton/ha/thn, Belawan Krio sebesar 4,84 ton/ha/thn, dan Belawan Tuntungan sebesar 10,77 ton/ha/thn, Dengan total besar erosi yang terjadi pada DAS Belawan sebesar 67,05 ton/ha/thn, Serta menghasilkan laju sedimentasi sebesar 25505,83 ton. Kata Kunci : Erosi, USLE, Sedimentasi, MUSLE, DAS Belawan, Belawan.. ABSTRACT Belawan watershed area is one of the main watershed that have an important role in the province of North Sumatera due to its flow that across many cities and district in northern Sumatera such as Medan and Deli Serdang district, the role of the watershed of the watershed against the condition of the sorrounding area makes the required analysis of erosion and sedimentation that occurs in the Belawan watershed. Based on the analysis using USLE nad MULSE methods obtained the amount of erosion in every sub watershed of belawan watershed, Belawan Hilir 10,43 ton/hec/year, Belawan Hulu 28,31 ton/hec/year, Belawan Tengah 7,05 ton/hec/year, Belawan SeiTengah 5,63 ton/hec/year, Belawan Krio 4,84 ton/hec/year, Belawan Tuntungan 10,77 ton/hec/year, with the total amount of erosion in Belawan watershed 67,05 ton/hec/year, with sedimentation produce 25505,83 ton. Keywords: Erosion, USLE, Sedimentation, MUSLE, Belawan Watershed, Belawan.
1. PENDAHULUAN Latar Belakang Provinsi Sumatera Utara dikenal memiliki enam Daerah Aliran Sungai (DAS) yang tergabung dalam satu wilayah sungai yaitu Wilayah Sungai Belawan-Ular-Padang (WS BUP) dengan luas seluruhnya 6.215,66 km2 dimana DAS Belawan merupakan salah satunya. DAS belawan merupakan salah satu bagian dari WS BUP yang langsung melintasi daerah kota Medan mulai dari hulu hingga ke hilir. Hulu sungai Belawan di Kabupaten Deli Serdang yaitu Sibolangit dan Kuta Limabaru hingga bermuara pada daerah hilir di Kecamatan Hamparan Perak kemudian terus mengalir hingga ke selat Malaka (Pantai Timur Sumatera Utara). DAS mempunyai peran penting dalam menjaga kelestarian sumberdaya air. Manusia memanfaatkan lahan dalam DAS untuk berbagai kepentingan dalam menunjang kelangsungan hidup dan meningkatkan kesejahteraannya. Interaksi manusia terhadap DAS dapat memberi dua macam dampak, yang menguntungkan adalah peningkatan kondisi sosial ekonomi, akan tetapi dampak negatifnya adalah penurunan fungsi DAS yang ditandai dengan terus meningkatnya angka erosi lahan dalam kawasan DAS itu sendiri. Oleh karena itu demi mengantisipasi terjadinya kerusakan lahan yang semakin besar pada DAS Belawan secara utuh maka diperlukan pemanfaatan teknologi yang efektif dan mampu menyajikan informasi yang akurat dan komprehensif. Penyajian informasi yang dimaksud dapat diperoleh dari pemanfaatan Sistem Informasi Geografis (SIG). Hal ini sesuai dengan GBHN 1999-2004 yang menyebutkan bahwa pembangunan nasional merupakan usaha peningkatan kualitas manusia dan masyarakat Indonesia dilakukan secara berkelanjutan berlandaskan kemampuan nasional,dengan memanfaatkan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta memperhatikan tantangan perkembangan global. Sehubungan dengan hal tersebut, maka diperlukan suatu kemampuan untuk memprediksi besar erosi dan sedimentasi yang terjadi. Secara umum, terdapat metode yang dipakai untuk menghitung besar erosi dan sedimentasi yaitu dengan menggunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation) dan metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation). 2. TINJAUAN PUSTAKA DAS Daerah Aliran Sungai disingkat ( DAS) ialah suatu kawasan yang dibatasi oleh titik-titik tinggi di mana air yang berasal dari air hujan yang jatuh, terkumpul dalam kawasan tersebut. Guna dari (DAS) adalah menerima, menyimpan, dan mengalirkan air hujan yang jatuh di atasnya melalui sungai. Air Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah air yang mengalir pada suatu kawasan yang dibatasi oleh titik-titik tinggi di mana air tersebut berasal dari air hujan yang jatuh dan terkumpul dalam sistem tersebut (Asdak, 1995). Daerah aliran sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi oleh punggug-punggung gunung/pegunungan dimana air hujan yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir menuju sungai utama pada suatu titik/stasiun yang ditinjau. DAS di beberapa tempat di Indonesia memikul beban amat berat sehubungan dengan tingkat kepadatan penduduknya yang pemanfaatan sumberdaya belakangan ini bahwa kondis kejadian tanah longsor, erosi, banjir, dan sedimentasi. Pengelolaan DAS Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan kegiatan memperbaiki, memelihara, dan melindungi keadaan DAS, agar dapat menghasilkan barang dan jasa khususnya, baik kuantitas, kuali-tas, maupun kontinuitas air. Keberhasil-an pengelolaan DAS diindikasikan de-ngan fluktuasi debit, beban sedimen sungai, serta kelestarian sumber-sumber air. Indikator lain yang juga cukup penting adalah erosi tanah. Pertahanan DAS terhadap erosi berkaitan erat dengan kegiatan pengelolaan lahan di wilayah DAS.
Tujuan pengelolaan DAS terpadu antara lain: terwujudnya koordinasi, integrasi, sinkronisasi dan sinergi lintas sektor/instansi/lembaga/wilayah dalam pengelolaan sumber daya hutan, tanah dan air dalam DAS, tercapainya kondisi hidrologi (tata air) DAS yang optimal meliputi kuantitas, kualitas dan distribusinya, adanya peningkatan produktivitas hutan, tanah dan air dalam DAS; terjaminnya pemanfaatan/penggunaan hutan, tanah dan air dalam DAS secara lestari sesuai daya dukung wilayah dan daya tampung lingkungan dan adanya peningkatan kesejahteraan masyarakat yang berkeadilan dan pembangunan yang berkelanjutan. Erosi Erosi adalah hilang atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain. Pada umumnya erosi erosi yang terjadi oleh air lebih besar dibandingkan erosi oleh angina di daerah beriklim basah seperti Indonesia. Erosi menyebabkan hilangnya lapisan tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air (Arsyad, 1989). Kerusakan yang terjadi akibat adanya erosi adalah kemunduran sifat-sifat kimia dan fisika tanah seperti kehilangan unsur hara dan bahan organik, meningkatnya kepadatan serta ketahanan penetrasi tanah, dan menurunnya kapasitas infiltrasi tanah serta kemampuan menahan air. Akibat dari peristiwa ini adalah menurunnya produktifitas tanah dan berkurangnya pengisian air dibawah tanah. Selain itu dampak lainnya dari erosi adalah pelumpuan atau sedimentasi dan pendangkalan waduk, sungai, saluran irigasi, muara sungai, pelabuhan, dan badan air lainnya (Arsyad, 2010). Sedimentasi Sedimentasi merupakan akibat adanya erosi, dan memberi banyak dampak di sungai, saluran, waduk, bendungan atau pintu-pintu air dan di sepanjang sungai (Soemarto, 1995). Sedimentasi terjadi melalui proses pengendapan material yang di transpor oleh media air, sedimen yang terdapat di mulut-mulut sungai adalah hasil dan proses pengendapan material-material yang diangkut oleh air sungai. Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh aliran air akan diendapkan pada suatu tempat ketika kecepatan air melambat atau terhenti. Peristiwa pengendapan ini dikenal dengan peristiwa atau proses sedimentasi, yaitu proses yang bertanggung jawab atas terbentuknya daratandaratan alluvial yang luas. Dampak lain dari sedimentasi di sungai adalah terjadinya pengendapan sedimen di dasar sungai yang menyebabkan naiknya dasar sungai, kemudian menyebabkan tingginya muka air sehingga berakibat seringnya terjadi banjir yang menimpa lahan-lahan yang tidak dilindungi.
USLE dan MUSLE Prediksi erosi adalah suatu pendugaan besarnya erosi yang dipengaruhi oleh faktor iklim, tanah, topografi dan penggunaan lahan. Untuk kepentingan praktis nilai faktor erosi dapat mengacu pada penelitian dan penerepan rumus emperis yan telah dilakukan di Indonesia, yaitu dengan menggunakan persamaan umum kehilangan tanah USLE (Universal Soil Loss Equation). (Wischemeier & Smith, 1978). A = R x K x L x S x C x P (1) di mana A = erosi total (ton/ha/tahun), R = indeks erosivitas hujan (cm), K = faktor erodibilitas tanah, L = indeks panjang lereng, S = indeks kemiringan lereng (%), C = faktor jenis penutup tanah, P = faktor pengelolaan lahan Metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation) merupakan suatu pengembangan dari metode USLE. Metode MUSLE tidak menggunakan faktor energi hujan sebagai penyebab terjadinya erosi melainkan menggunakan faktor limpasan permukaan. Faktor limpasan permukaan mewakili energi yang digunakan untuk penghancuran dan pengangkutan sedimen. SY = 11,8 (Q P x V Q ) 0,56 K x L x S x C x P (2) di mana SY = hasil sedimentasi (ton), Q P = debit maksimum (m 3 /dtk), V Q = volume laliran pada suatu kejadian hujan (m 3 ). 3. METODE PENELITIAN Untuk Perhitungan laju erosi dan sedimentasi dengan menggunakan metode usle dan musle pada DAS Belawan. Metodologi penulisan tugas akhir ini mengikuti bagan alir seperti pada Gambar 1.
Identifikasi Masalah & Studi Literatur Pengumpulan data sekunder Data Curah Hujan Data Erodibilitas tanah (K) Data Kelerengan (LS) Data Penggunaan Lahan (CP) Analisa Perhitungan Analisa perhitungan erosi dengan Metode USLE Analisa perhitungan sedimentasi dengan Metode MUSLE Kesimpulan dan Saran Gambar 1 Diagram alir penelitian 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Metode USLE A. Erosivitas Berdasarkan data curah hujan yang didapat dari BMKG Sampali berupa data curah hujan bulanan, seperti pada Tabel 1, data curah hujan bulanan tersebut digunakan dasar untuk melakukan perhitungan nilai erosivitas dengan menggunakan metode Lenvain, seperti pada Tabel 2.
Tabel 1 Data Curah Hujan Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des 2001 290,0398 92,15267 120,1302 183,2876 199,0305 145,9239 114,7403 161,9804 196,4309 332,5224 295,731 352,6068 2002 146,9307 72,3157 159,8846 180,1594 161,8435 126,709 104,075 69,67659 227,5875 228,0526 201,7606 153,8636 2003 177,1241 192,6313 157,6081 222,2913 137,3224 120,1297 173,7266 153,4952 212,4838 284,8367 196,6747 268,7023 2004 153,942 130,1832 169,5673 161,6795 116,7461 169,5255 209,064 88,18046 347,2695 308,4162 251,8083 155,1529 2005 177,8714 98,37484 107,0684 114,7166 137,4727 84,94115 118,522 186,9355 137,9585 265,3951 224,8261 293,0073 2006 152,5811 164,9758 113,1372 243,7215 224,1923 223,4417 122,4624 173,4391 206,5216 275,1192 191,3201 317,7792 2007 201,5206 91,67303 74,0595 145,4352 302,879 111,3925 166,4345 142,6971 221,4991 326,56 357,6925 203,2937 2008 66,78238 79,85873 313,6075 161,6968 62,35557 121,2131 265,7426 231,7209 228,0309 388,8242 193,9736 260,4813 2009 202,4787 54,33248 332,2874 160,8603 229,1709 90,24309 130,1779 145,224 154,0896 325,5426 314,7363 197,0227 2010 131,8634 97,85508 61,24531 131,4827 121,6182 201,2478 258,3615 181,0381 516,9286 174,5456 289,4867 209,6715 2011 172,8106 100,6233 164,2503 157,9345 130,3298 147,4049 77,76385 324,774 162,0741 227,9909 237,1744 223,8127 2012 83,57442 153,1378 193,5022 252,1522 342,7044 62,23938 123,1731 159,686 180,3097 322,6588 340,3545 219,6034 2013 185,8692 316,2694 81,42025 174,9002 168,1591 89,73385 179,9344 229,8992 176,0691 407,5887 225,9289 289,9553 2014 76,14367 42,85573 90,44125 233,3036 207,1918 127,9574 44,39823 344,4904 233,5018 328,9902 204,7799 282,1115 2015 185,5718 62,80588 29,80918 160,5671 191,5968 132,8731 75,24918 200,0853 172,6201 341,4176 260,9482 206,402 2405,104 1750,045 2168,019 2684,188 2732,613 1954,976 2163,825 2793,322 3373,375 4538,461 3787,196 3633,466 Rata-rata 160,3403 116,6697 144,5346 178,9459 182,1742 130,3317 144,255 186,2215 224,8917 302,564 252,4797 242,2311 Curah Hujan rata-rata 15 Tahun 2265,639342 Tabel 2 Nilai Erosivitas Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des CH 16 11,6 14,4 17,8 18,2 13 14,4 18,6 22,4 30,2 25,2 24,2 R 95,93906 61,95197 83,13143 110,9082 114,3114 72,33612 83,13143 117,7416 151,6106 227,6154 177,9496 168,4152 R 1465,041906 B. Erodibilitas Nilai angka erodibilitas tanah merupakan data sekunder berbentuk peta digital hasil penelitian yang dilakukan oleh Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Wampu-Ular, pada tiap-tiap jenis tanah yang ada di DAS Belawan, seperti Gambar 2. Gambar 2 peta jenis tanah DAS Belawan
C. Kelerengan Data kelerengan merupakan data sekunder berupa peta digital hasil dari penelitian yang dilakukan oleh Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungan Wampu-Ular, pada topografi yang ada di DAS Belawan, seperti Gambar 3. Gambar 3 peta kelerengan DAS Belawan D. Penggunaan Lahan Data penggunaan lahan merupakan data sekunder berupa peta digital hasil penelitian yang diperoleh dari Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Wampu-Ular, terhadap jenis penggunaan lahan yang ada di DAS Belawan, seperti Gambar 4.
Gambar 4 Peta Penggunaan Lahan DAS Belawan Setelah melakukan analisa satuan unit lalu mengalikan faktor-faktor penentu erosi berdasarkan metode USLE, maka diperoleh total laju erosi yang terjadi di DAS Belawan seperti Tabel 3. Tabel 3 Total Erosi DAS Belawan NO Sub DAS Kode Luas Area (ha) Erosi Erosi rata-rata tn/ha/thn tn/thn 1 Belawan Hilir SUBHI 15717,848 27,4 431245,5 10,43 2 Belawan Hulu SUBHU 8694,825 134,6 1170647,8 28,31 3 Belawan Tengah SUBTE 3153,636 92,5 291753,9 7,05 4 Belawan SeiTengah SUBST 3385,34 40,5 232911,7 5,63 5 Belawan Krio SUBKR 5749,725 59,1 200367,4 4,84 6 Belawan Tuntungan SUBTT 4642,736 95,9 445600,8 10,77 TOTAL LUAS DAS BELAWAN : 41344,11 TOTAL EROSI DAS BELAWAN : 67,03
Metode MUSLE A. Q P Nilai Q P pada tiap sub DAS Belawan seperti Tabel 4. Tabel 4 Nilai Qp Sub DAS Belawan No Sub DAS Koefisien Intensitas (m/dtk) (C i.a i ) (m 2 ) Q P (m 3 /dtk) 1 Belawan Hilir 0,00278 0,000006 41300289,7 0,688888832 2 Belawan Hulu 0,00278 0,000006 18320475,7 0,305585535 3 Belawan Tengah 0,00278 0,000006 18668275,8 0,31138684 4 Belawan SeiTengah 0,00278 0,000006 13204770,8 0,220255577 5 Belawan Krio 0,00278 0,000006 13359952,3 0,222844004 6 Belawan Tuntungan 0,00278 0,000006 16879440,7 0,281549071 B. Vq Nilai Vq pada tiap sub DAS Belawan seperti Tabel 5. Tabel 5 Nilai Vq Sub DAS Belawan No Sub DAS Luas (m 2 ) P e (m) V Q (m 3 ) 1 Belawan Hilir 157198500 0,128241667 20159397,64 2 Belawan Hulu 86948250 0,128241667 11150388,49 3 Belawan Tengah 31536360 0,128241667 4044275,367 4 Belawan SeiTengah 57497250 0,128241667 7373543,169 5 Belawan Krio 33853420 0,128241667 4341419,003 6 Belawan Tuntungan 46427360 0,128241667 5953922,025 Dengan mengalikan faktor-faktor penentu sedimentasi berdasarkan metode MUSLE maka diperoleh total sedimentasi yang terjadi di DAS Belawan seperti Tabel 6. Tabel 6 Total Sedimentasi DAS Belawan NO SUB DAS SY (ton) 1 BELAWAN HILIR 2300,31 2 BELAWAN HULU 12089,66 3 BELAWAN TENGAH 1802,43 4 BELAWAN SEITENGAH 2659,99 5 BELAWAN KRIO 2996,37 6 BELAWAN TUNTUNGAN 3657,05 TOTAL SEDIMENTASI DAS BELAWAN : 25505,84
5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah: 1. Berdasarkan perhitungan dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation) diperoleh besar erosi yang terjadi pada setiap Sub DAS Belawan, Belawan Hilir sebesar 10,430 ton/ha/thn, Belawan Hulu sebesar 28,314 ton/ha/thn, Belawan Tengah sebesar 7,056 ton/ha/thn, Belawan SeiTengah sebesar 5,633 ton/ha/thn, Belawan Krio sebesar 4,846 ton/ha/thn, dan Belawan Tuntungan sebesar 10,777 ton/ha/thn. Dengan total erosi yang terjadi di DAS Belawan sebesar 67,059 ton/ha/thn atau 2772527,269 ton/thn. Berdasarkan klasifikasi kelas laju erosi, erosi yang terjadi di DAS Belawan adalah erosi dengan kelas erosi sedang, dengan kriteria erosi 60-180 ton/ha/thn. 2. Berdasarkan perhitungan dengan metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation) diperoleh besar sedimentasi yang terjadi pada setiap Sub DAS Belawan, Belawan Hilir sebesar 2300,316 ton, Belawan Hulu sebesar 12089,664 ton, Belawan Tengah sebesar 1802,430 ton, Belawan SeiTengah sebesar 2659,996 ton, Belawan Krio sebesar 2996,375 ton, Belawan Tuntungan sebesar 3657,055 ton. Dengan total sedimentasi yang terjadi pada DAS Belawan sebesar 25505,839 ton. Saran 1. Meskipun erosi yang terjadi masih termasuk dalam kategori erosi sedang dan dapat ditoleransi, tetap harus diadakan usaha untuk konservasi serta rehabilitasi guna untuk mencegah peningkatan jumlah erosi yang akan terjadi. 2. Pentingnya untuk memperhatikan pemanfaatan lahan atau tata guna lahan kedepannya dikarenakan pemanfaatan lahan sangat memperngaruhi laju erosi serta sedimentasi yang akan terjadi kedepannya di DAS Belawan. 6. DAFTAR PUSTAKA Arsyad, S., (1989), Konservasi Tanah dan Air, IPB Press, Bogor. Arsyad, S., (2010), Konservasi Tanah dan Air, IPB Press, Bogor. Asdak, C., (1995), Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Soemarto, C. D., (1995), Hidrologi Teknik, Penerbit Erlangga, Jakarta. Wischmeiner, W.H., and D.D, Smith., (1978), Predicting Rainfall Erosion Losses, A Guide to Conservation Planning USDA Handbook No 537, Washington DC.