• Tidak ada hasil yang ditemukan

Analisis Laju Angkutan Sedimen untuk Perencanaan Kantong Lumpur pada D.I. Perkotaan Kabupaten Batubara”

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Analisis Laju Angkutan Sedimen untuk Perencanaan Kantong Lumpur pada D.I. Perkotaan Kabupaten Batubara”"

Copied!
157
0
0

Teks penuh

(1)

PADA D.I. PERKOTAAN KABUPATEN BATUBARA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh : ARIS MUNANDAR

08 04040 012

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

Sungai adalah jalan air alami yang mengalir ke laut atau danau atau ke sungai yang lain. Selain mengalirkan air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, angkutan (transport), pengendapan (deposition), dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Sedimentasi sungai juga berpengaruh terhadap daerah irigasi. Lokasi penelitian adalah Daerah Irigasi Perkotaan yang teletak pada Kabupaten Batubara Provinsi Sumatera Utara, dan letak koordinat bendung (weir) 3°15’34,9” LU dan 99°20’5 8” BT Bendung Gerak Perkotaan dibangun tahun 1985 memiliki 5 pintu. 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 ± 3.350 Ha diperkirakan akan berkurang suplai air, terutama di hilir areal.

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 metode Yang’s, metode Engelund and Hansen, metode Shen and Hung, dan dengan metode Meyer Petter Muller (MPM). Kemudian dihitung berapa besar panjang dan lebar kantong lumpur sehingga dapat menampung besarnya sedimen yang masuk ke dalam jaringan irigasi Perkotaan

Hasil perhitungan yang dilakukan didapat bahwa besarnya erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon mencapai 31,331 ton/ha/tahun atau sebesar 3.574.604,08 ton/tahun dengan sedimentasi yang dihasilkan adalah sebesar 300.606,98 ton/tahun. Estimasi sedimen metode Y ng’ 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 yang dihasilkan DAS Bah Bolon. Metode estimasi angkutan sedimen yang dipakai dalam perhitungan muatan sedimen saluran irigasi Perkotaan adalah metode Sampling Meyer, Petter, and Muller karena hasilnya lebih memungkinkan dan jumlah muatan sedimen yang dihasilkan lebih besar daripada metode lainnya. Dari jumlah muatan sedimen maka didapat volume kantong lumpur Daerah Irigasi Perkotaan adalah 200 m3, dengan dimensi kantong lumpur adalah panjang 54 m dan lebar 6,6 m, dan kedalaman kantong lumpur pada saat kosong adalah 0,4525 m.

(3)

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat Rahmat dan Kuasa-Nya, serta dukungan dari berbagai pihak, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “Analisis Laju Angkutan Sedimen untuk Perencanaan Kantong Lumpur pada D.I. Perkotaan

Kabupaten Batubara” Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Bidang Studi Teknik Sumber Daya Air Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini jauh dari kesempurnaan, baik dari segi isi maupun segi bahasa dan cara penyusunannya serta dari segi teori dan perhitungannya, oleh karena itu bersedia menerima kritikan dan saran yang membangun demi hasil yang lebih baik.

Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya atas bimbingan dan bantuan yang diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada :

1. Ayahanda Burhanuddin dan Ibunda Murliana yang telah membesarkan, mendidik, selalu mendukung saya dalam do’a, memberikan dorongan material, sepiritual serta memotivasi saya dengan sabar dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(4)

membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, selaku dosen pembanding/penguji yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan telah banyak membantu dan

7. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

8. Kepada kakak, abang dan adik-adikku tersayang, yang mendukung penyelesaian Tugas Akhir ini. Bang Putra, Kak Nona, Kak Putri, dan kepada adik-adikku Andi, Aulia, Dinda, Kiki, Denni, dan lain-lain.

9. Adik Lia Arrumaisha yang telah memberikan motivasi, inspirasi, semangat, dan selalu mendukung serta medo’akan penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

10.Semua sahabat-sahabatku khususnya kepada Fadil, Muazzi, Dedi, Khatab, Imam, Amec, Riza, Al, Andy, Denny, Hafizh obama, Fadhlan, Nelwan, Berry, dan Hafiz yang telah memberikan dukungan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

(5)

Mustapa, Doni, dan banyak lagi yang tidak bisa disebutkan satu persatu. 13.Adik-adik Teknik Sipil USU yang telah membantu dan memberi semangat

kepada penulis; Rico 11, Reno 11, Subar 11, Dian 11, Arif gumit 11, Dhika 11, Sormin 11, Yazid 09, Azam 09, Khairun 09, Ian 09, Ari 10, Rahmat 10, Fauzi 10, Dikki 10, dan masih banyak lagi yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

14.Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi.

Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan, penulis ucapkan terima kasih. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2014 Hormat Saya

(6)

iv

2.2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Erosi ... 14

2.2.2.1Iklim ... 15

(7)

2.2.2.5Manusia ... 18

2.2.3 USLE Sebagai Model Perkiraan Besarnya Erosi ... 19

2.2.3.1Faktor Erosivitas Hujan (R) ... 20

2.2.3.2Faktor Erodibilitas Tanah (K) ... 20

2.2.3.3Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) ... 24

2.2.3.4Faktor Pengolahan Lahan (C) ... 25

2.2.3.5Faktor Konservasi Tanah (P) ... 25

2.3Sedimentasi ... 27

2.3.1 Pembagian Sedimen ... 32

2.3.2 Angkutan Sedimen ... 35

2.3.2.1Ukuran Partikel Sedimen ... 36

2.3.2.2Berat Spesifik Partikel Sedimen... 36

2.3.2.3Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) ... 37

2.3.2.4Tegangan geser kritis ... 38

2.3.3 Persamaan Angkutan Sedimen ... 41

2.3.3.1Yang’s ... 41

2.3.3.2Engelund and Hansen ... 43

2.3.3.3Shen and Hungs ... 43

2.3.3.4Metode Sampling Meyer Petter Muller... 44

2.4Hubungan Erosi dengan Besarnya Sedimentasi ... 45

2.5Debit Air... 46

(8)

vi

2.6.1 Dimensi Kantong Lumpur... 57

2.6.2 Kecepatan Endap ... 59

2.6.3 Volume Tampungan ... 60

2.6.4 Pemeriksaan Terhadap Berfungsinya Kantong Lumpur ... 62

2.6.4.1Efisiensi pengendapan ... 62

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1Lokasi Penelitian ... 66

3.2Metode Kerja ... 68

3.3Pelaksanaan Penelitian ... 70

3.3.1 Studi Pustaka ... 70

3.3.2 Survei Pengambilan Data ... 70

3.3.3 Pengujian Sampel ... 73

3.3.3.1Konsentrasi Sedimen ... 74

3.3.3.2Diameter Butiran Sedimen ... 76

3.3.3.3Berat Jenis Partikel (Specific Gravity) ... 77

3.3.4 Perhitungan Prediksi Volume Erosi dengan Metode USLE ... 78

3.3.5 Perhitungan Laju Angkutan Sedimen ... 83

3.3.6 Perencanaan Kantong Lumpur ... 86

3.3.7 Kesimpulan dan Saran... 88

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1Analisa Erosi ... 89

(9)

4.1.4 Faktor Penggunaan dan Pengelolaan Lahan (CP) ... 99

4.2Analisa Sedimentasi DAS ... 101

4.3Analisa Angkutan Sedimen Pada Saluran Irigasi Perkotaan ... 102

4.3.1 Perhitungan Angkutan Sedimen Dengan Formula Yang’s ... 106

4.3.2 Perhitungan Angkutan Sedimen Dengan Formula Engelund and Hansen ... 108

4.3.3 Perhitungan Transportasi Sedimen Dengan Formula Shen and Hung ... 110

4.3.4 Perhitungan Transportasi Sedimen Dengan Formula Meyer Petter Muller (MPM) ... 112

4.4Perencanaan Kantong Lumpur ... 115

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 127

5.2Saran ... 128

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel Uraian

2.1 Kode Struktur Tanah ...22

2.2 Kode Permeabilitas Profil Tanah ...22

2.3 Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah ...23

2.4 Nilai K untuk Berbagai Jenis Tanah ...24

2.5 Nilai CP untuk Berbagai Macam Penggunaan Lahan ...26

2.6 Nilai Faktor P untuk berbagai Tindakan Konservasi Tanah ...27

2.7 Pengaruh Luas DAS terhadap NLS ...30

2.8 Klasifikasi Kondisi Dasar Sungai ...35

2.9 Klasifikasi Ukuran Partakel Sedimen ...36

3.1 Data perhitungan kecepatan ...72

3.2 Pengujian Konsentrasi Sedimen ...76

3.3 Berat Jenis Partikel Sedimen ...77

4.1 Data Curah Hujan Rata-rata Bulanan (2001-2010) Sub DAS Bah Bolon ...91

4.2 Perhitungan Erosivitas Hujan (R) Sub DAS Bah Bolon ...92

4.3 Lokasi Pengamatan Hujan Sub DAS Bah Bolon ...92

4.4 Kemiringan lereng dan nilai faktor S pada Sub DAS Bah Bolon ....96

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Uraian

2.1 Nomograf untuk menghitung nilai erodibilitas tanah (K) dalam

satuan metrik (Wischmeier, et.al., 1971) ... 21

2.2 Sketsa Profil Memanjang Alur Sungai (Fadlun, 2009) ... 29

2.3 Diagram Klasifikasi Angkutan Sedimen ... 32

2.4 Grafik Hubungan Diameter Butiran Dengan Kecepatan Jatuh Sedimen... 38

2.5 Gaya Yang Bekerja Pada Butiran di Dasar Sungai ... 39

2.6 Diagram Shields ... 41

2.7 Sketsa Isometris Alat Ukur Romijn ... 47

2.8 Gambar Skat Ukur Cipoletti ... 48

2.9 Gambar Skat Ukur Thompson ... 49

2.10 Gambar Alat Ukur Parshall Flume ... 50

2.11 Jenis-jenis Pelampung ... 52

2.12 Sketsa alur sungai untuk pengukuran kecepatan metode pelampung ... 53

2.13 Sketsa Pelampung Tungkai ... 54

2.14 Skema Kantong Lumpur ... 57

2.15 Hubungan Antara Diameter Saringan dan Kecepatan Endap untuk Air Tenang ... 60

2.16 Potongan Melintang dan Potongan Memanjang Kantong Lumpur yang Menunjukkan Metode Pembuatan Tampungan... 61

2.17 Grafik Pembuangan Sedimen Camp untuk Aliran Turbelensi (Camp, 1945 dalam KP-02) ... 64

(12)

3.1 Lokasi Penelitian Tugas Akhir... 67

3.2 Diagram Alir Penelitian ... 69

3.3 Sketsa Pengambilan Data di Lapangan ... 70

3.4 Penampang Saluran Primer Daerah Irigasi Perkotaan Debit Banjir... 71

3.5 Model Pelampung yang Digunakan ... 72

4.1 Peta Polygon Thiessen DAS Bah Bolon ... 93

4.2 Peta Jenis Tanah DAS Bah Bolon ... 95

4.3 Peta Kemiringan Lereng DAS Bah Bolon ... 98

4.4 Peta Penutup Lahan DAS Bah Bolon ... 100

4.5 Penampang Saluran Primer Daerah Irigasi Perkotaan ... 104

4.6 Peta DAS Bah Bolon ... 105

4.7 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Angkutan Sedimen ... 114

4.8 Potongan Melintang Kantong Lumpur dalam Keadaan Konsong (Qs) ... 119

4.9 Potongan Memanjang Kantong Lumpur ... 120

4.10 Kondisi Existing Daerah Irigasi Perkotaan ... 121

4.11 Penampang Saluran Existing ... 122

4.12 Kantong Lumpur Rencana ... 123

4.13 Detail Kantong Lumpur Rencana ... 124

4.14 Detail Pintu Saluran Primer ... 125

(13)

DAFTAR NOTASI c = Kode Kelas permeabilitas tanah

LS = Indeks panjang dan kemiringan lereng

L = Panjang lereng --- m S = Kemiringan lereng --- % z = Konstanta yang besarnya bervariasi tergantung besarnya

kemiringan lereng

C = Indeks pengelolahan lahan

P = Indeks upaya konservasi tanah atau lahan

(14)

d = Diameter sedimen --- mm

� = Kinematik viscositas --- m2/s

T = Suhu air --- C

� = Tegangan geser --- kg/m2

� = Tegangan geser kritis --- kg/m2

d50 = Diameter sedimen 50% dari material/diameter rata-rata ---- mm

d90 = Diameter sedimen 90% dari material --- mm

Vcr = Kecepatan kritis --- m/s

V = Kecepatan aliran --- m/s Ss = Kemiringan sungai

U* = Kecepatan geser --- m/s

Ct = Konsentrasi sedimen total--- ppm

Re = Bilangan Reynold

qb = Tingkat bedload dalam saluran, berat per waktu dan

(15)

(Ks/Kr)S = Konstanta untuk mencari nilai Sr

Ps = Persentase Sedimentasi --- % k = Koefisien pelampung

u = Kecepatan pelampung --- m/det λ = Kedalaman tungkai (h) per kedalaman air (d)

n = Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Manning K = Koeffisien kekasaran dinding dan dasar saluran Strickler w = Kecepatan endap partikel-partikel yang ukurannya di

luar ukuran partikel yang direncana --- m/det w0 = Kecepatan endap rencana --- m/det

(16)

 Foto Dokumentasi

 Data Primer dan Uji Laboratorium

 Data Curah Hujan Bulanan 2001-2010

 Peta Daerah Aliran Sungai Bah Bolon

 Data Tata Guna Lahan

 Peta DEM

(17)

Sungai adalah jalan air alami yang mengalir ke laut atau danau atau ke sungai yang lain. Selain mengalirkan air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, angkutan (transport), pengendapan (deposition), dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Sedimentasi sungai juga berpengaruh terhadap daerah irigasi. Lokasi penelitian adalah Daerah Irigasi Perkotaan yang teletak pada Kabupaten Batubara Provinsi Sumatera Utara, dan letak koordinat bendung (weir) 3°15’34,9” LU dan 99°20’5 8” BT Bendung Gerak Perkotaan dibangun tahun 1985 memiliki 5 pintu. 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 ± 3.350 Ha diperkirakan akan berkurang suplai air, terutama di hilir areal.

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 metode Yang’s, metode Engelund and Hansen, metode Shen and Hung, dan dengan metode Meyer Petter Muller (MPM). Kemudian dihitung berapa besar panjang dan lebar kantong lumpur sehingga dapat menampung besarnya sedimen yang masuk ke dalam jaringan irigasi Perkotaan

Hasil perhitungan yang dilakukan didapat bahwa besarnya erosi yang terjadi pada DAS Bah Bolon mencapai 31,331 ton/ha/tahun atau sebesar 3.574.604,08 ton/tahun dengan sedimentasi yang dihasilkan adalah sebesar 300.606,98 ton/tahun. Estimasi sedimen metode Y ng’ 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 yang dihasilkan DAS Bah Bolon. Metode estimasi angkutan sedimen yang dipakai dalam perhitungan muatan sedimen saluran irigasi Perkotaan adalah metode Sampling Meyer, Petter, and Muller karena hasilnya lebih memungkinkan dan jumlah muatan sedimen yang dihasilkan lebih besar daripada metode lainnya. Dari jumlah muatan sedimen maka didapat volume kantong lumpur Daerah Irigasi Perkotaan adalah 200 m3, dengan dimensi kantong lumpur adalah panjang 54 m dan lebar 6,6 m, dan kedalaman kantong lumpur pada saat kosong adalah 0,4525 m.

(18)

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Air merupakan senyawa yang sangat penting untuk kehidupan di Bumi yang diketahui sampai saat ini. Semua makhluk hidup bergantung terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan berperan penting dalam proses metabolisme. Didalam usaha pertanian selain sebagai alat transportasi makanan untuk pertumbuhan, air memegang peranan yang sangat penting dalam proses penguapan. Karena dalam proses penguapan, suhu tanaman akan tetap terjaga.

Sumber air di darat yang paling dominan untuk memenuhi kebutuhan manusia adalah air yang mengalir di permukaan berupa aliran sungai. Sungai adalah jalan air alami yang mengalir ke laut atau danau atau ke sungai yang lain. Selain mengalirkan air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Sungai dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air pada tanaman di persawahan. Cara pensuplaian air dari sungai ke sawah biasanya digunakan sistem irigasi. Irigasi adalah pemberian air kepada tanah dengan menggunakan bangunan dan saluran buatan bagi pertumbuhan tanaman, sehingga pada musim kemarau tanaman tidak kekurangan air dan pada musim penghujan air tidak berlebih. Salah satu Daerah Irigasi di Sumatera Utara adalah Daerah Irigasi Perkotaan, sekarang disebut dengan Daerah Irigasi Bah Bolon.

(19)

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 ± 3.350 Ha diperkirakan akan berkurang apabila suplai air irigasi terus menurun terutama di hilir areal.

Untuk mengatasi sedimen tersebut Kementrian PU yang berwenang menangani Daerah Irigasi Perkotaan melakukan pengerukkan sedimen dengan alat berat di saluran primer dan beberapa saluran skunder pada setiap tahunnya. Ini akan membutuhkan biaya operasional yang sangat mahal dan membutuhkan waktu yang lama.

(20)

maka perlu dilakukan pengujian sampel sedimen pada saluran jaringan irigasi, untuk mengetahui berapa volume sedimen yang masuk ke saluran irigasi per harinya, untuk mendapatkan panjang dan lebar atau dimensi dalam perencanaan kantong lumpur dan juga untuk mendapatkan waktu yang dibutuhkan sedimen dalam memenuhi valume tampungan dari kantong lumpur yang akan direncanakan.

1.2Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah pada penelitian tugas akhir ini antara lain: 1. Menghitung erosi yang terjadi pada Sungai Sipare-pare.

2. Melakukan analisis laju angkutan sedimen yang terdapat pada saluran irigasi Perkotaan.

3. Merencanakan kantong lumpur yang dapat memenuhi, sesuai dengan hasil analisis laju angkutan sedimen.

1.3Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah:

1. Sampel yang akan diuji pada laboratorium adalah sampel sedimen melayang (suspended load) dan sampel sedimen dasar (bed load).

2. Perhitungan angkutan sedimen didasarkan pada debit harian yang terjadi. 3. Perhitungan debit dilakukan secara tidak langsung.

4. Perencanaan kantong lumpur tidak mempertimbangkan lahan dan masalah sosial.

(21)

1.4Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Mengetahui prediksi volume erosi yang terjadi pada sekitar Sungai Sipare-pare.

2. Mengetahui laju angkutan sedimen besarnya volume sedimen yang terlewati saluran irigasi Perkotaan dari Sungai Sipare-pare.

3. Merencanakan kantong lumpur dalam menanggulangi permasalahan sedimentasi di saluran irigasi pada Sungai Sipare-pare.

1.5Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan tugas akhir Analisis Laju Angkutan Sedimen Untuk Perencanaan Kantung Lumpur Pada Daerah Irigasi Perkotaan Kabupaten Batubara adalah:

1. Dapat membantu pemerintah terkait yang menangani permasalahan di Daerah Irigasi Perkotaan.

(22)

1.6Metodologi Penelitian

Tugas akhir ini disusun dalam ruang lingkup sebagai berikut:

1. Pengumpulan data primer berupa pengambilan sampel sedimen, mengukur debit yang masuk ke intake, dan foto dokumentasi lokasi penelitian.

2. Melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah. 3. Menguji sampel sedimen, baik sampel sedimen melayang maupun sedimen dasar dengan menganalisa ukuran butiran, tes hidrometer, dan kecepatan jatuh.

4. Pengumpulan data sekunder meliputi data curah hujan, peta lokasi, data tanah dan data tataguna lahan.

5. Menghitung besar erosi yang terjadi di sekitar sungai sipare-pare dengan menggunakan metode USLE.

6. Menganalisa laju angkutan sedimen dan menghitung volume sedimen 7. Merencanakan kantong lumpur dengan menghitung dimensi kantong

(23)

1.7Sistematika Penulisan

Secara garis besar sistematika penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari: Bab I Pendahuluan

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, manfaat penulisan, lokasi penelitian dan sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Pada bab ini dijabarkan uraian teoritis tentang sedimen, kantong lumpur, dan metode analisis yang akan digunakan dalam menganalisa masalah.

Bab III Metodelogi Penelitian

Menjelaskan metodelogi mencakup konsep berpikir, diagram alir, lokasi penelitian, pengambilan data, analisa data, dan berbagai pendekatan yang dipakai dalam pelaksanaan penelitian.

Bab IV Analisa dan Pembahasan

Berisikan pembahasan mengenai analisa perhitungan yang meliputi analisa prediksi erosi, laju angkutan sedimen dan perencanaan kantong lumpur.

Bab V Kesimpulan dan Saran

(24)

BAB II

Manusia mutlak membutuhkan air, begitu juga tumbuhan dan binatang.

Air merupakan material yang membuat kehidupan terjadi di bumi. Semua

makhluk hidup di bumi mutlak membutuhkan air, tanpa air semua akan mati. Bisa

dikatakan bahwa air merupakan salah satu sumber kehidupan.

Untuk tanaman, kebutuhan air juga mutlak dibutuhkan. Pada kondisi tidak

ada air terutama pada musim kemarau tanaman akan segera mati. Sehinggga

dalam pertanian disebutkan bahwa kekeringan merupakan merupakan bencana

terparah dibandingkan dengan bencana lainnya. Bila kebanjiran tanaman masih

bisa hidup, kekerungan pupuk juga masih bisa hidup.

Air bersifat sumber daya alam yang terbarukan dan dinamis. Artinya

sumber utama air yang berupa hujan akan selalu turun sesuai dengan waktunya

atau musimnya sepanjang tahun.

Sebagian air hujan yang turun ke permukaan tanah mengalir ke

tempat-tempat yang rendah dan setelah mengalami bermacam perlawanan akibat gaya

berat, akhirnya melimpah ke danau atau ke laut. Suatu alur yang panjang di atas

(25)

sungai. Perpaduan antara alur sungai dengan aliran air di dalamnya disebut sungai

(Sosrodarsono, 1984).

Daerah Aliran Sungai disingkat DAS adalah air yang mengalir pada suatu

kawasan yang dibatasi oleh titik-titik tinggi dimana air tersebut berasal dari air

hujan yang jatuh dan terkumpul pada kawasan tersebut. Adapun DAS berguna

untuk menerima, menyimpan, dan mengalirkan air hujan yang jatuh diatasnya

melalui sungai.

Sumber daya air adalah air, sumber air dan daya air yang terkandung

didalamnya. Sumber air adalah tempat atau wadah air alami dan atau buatan yang

terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah (UU No. 7 2004).

Dalam proses perjalanannya sumber daya air dimanfaatkan untuk berbagai

macam keperluan. Daya air dipakai untuk energi misalnya pembangkit tenaga air

(PLTA). Mata air dipakai sebagai salah satu sumber air, demikian pula waduk

dipakai sebagai wadah air yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Air baku

digunakan untuk irigasi, air bersih dipakai untuk keperluan domestik dan

nondomestik. Secara alami dipakai tumbuhan (flora) dan binatang (fauna) untuk

melangsungkan kehidupannya.

Sungai sebagai sumber air merupakan sumber alam yang memiliki multi

fungsi bagi kehidupan manusia, salah satunya adalah penyediaan air untuk

pengairan/irigasi. Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk

mengairi lahan pertanian. Jaringan irigasi dalah satu kesatuan saluran dan

bangunan yang diperlukan untuk pengaturan air irigasi, mulai dari penyediaan,

pengambilan, pembagian, dan penggunaannya. Suatu kesatuan wilayah yang

(26)

2.2Erosi

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).

Lahan pertanian paling rentan terjadinya erosi. Lahan-lahan pertanian

yang ditanami terus-menerus tanpa istirahat (fallow), dan tanpa disertai

pengelolaan tanaman, tanah, dan air yang baik dan tepat, khususnya daerah yang

curah hujannya mencapai 1500 mm per tahun, akan mengalami penurunan

produktif tanah. Penurunan kesuburan tanah ini bisa disebabkan oleh menurunnya

tingkat kesuburan tanah, yang dikarenakan unsur hara dalam tanah hilang

bersamaan dengan terjadinya proses erosi.

Bahaya erosi ini banyak terjadi pada daerah-daerah lahan kering yang

memiliki kemiringan lereng sekitar 15% atau lebih. Keadaan ini sebagai akibat

dari pengelolaan tanah yang keliru, tidak mengikuti kaidah-kaidah air dan tanah,

dan akibat pola pertanian yang berpindah-pindah setiap tahunnya (shifting

cultivation) (Suripin, 2001).

Dua sebab utama terjadinya erosi adalah karena sebab alamiah dan

aktivitas manusia. Erosi alamiah dapat terjadi karena adanya pembentukan tanah

dan proses yang terjadi untuk mempertahankan keseimbangan tanah secara alami.

Sedangkan erosi karena ativitas manusia disebabkan oleh terkelupasnya lapisan

tanah bagian atas akibat cara bercocok tanam yang tidak mengindahkan

kaidah-kaidah konservasi tanah atau kegiatan pembangunan yang bersifat merusak

(27)

2.2.1 Mekanisme Erosi

Erosi tanah terjadi melalui tiga tahapan, yaitu tahap pelepasan partikel

tunggal dari massa tanah dan tahap pengankutan oleh media yang erosif seperti

pada aliran air dan angin. Pada kondisi dimana energi yang tersedia tidak lagi

cukup untuk mengangkut partikel, maka akan terjadi tahap ke tiga yaitu

pengendapan (Suripin, 2001).

Percikan air hujan merupakan penyebab terjadinya erosi tanah. Tetesan air

hujan adalah media utama pelepasan partikel tanah. Pada saat butiran air hujan

mengenai permukaan tanah yang gundul, partikel tanah dapat terlepas dan

terlempar sampai beberapa centimeter ke udara. Pada lahan datar partikel-partikel

tanah tersebar lebih kurang merata ke segala arah, tapi untuk lahan miring terjadi

dominasi kearah bawah searah lereng. Partikel-partikel tanah yang terlepas ini

akan menyumbat pori-pori tanah sehingga akan menurunkan kapasitas dan laju

infiltrasi. Pada kondisi dimana intensitas hujan melebihi laju infiltrasi, maka akan

terjadi genangan air di permukaan tanah, yang kemudian akan menjadi aliran

permukaan. Aliran permukaan ini menyediakan energi untuk mengangkut

partikel-partikel yang terlepas baik oleh tetesan air hujan maupun oleh adanya

aliran permukaan itu sendiri. Pada saat aliran permukaan menurun dan tidak

mampu lagi mengangkut partikel tanah yang terlepas, maka partikel tanah tersebut

akan diendapkan (Suripin, 2001).

Ada beberapa bentuk erosi tanah yang dapat terjadi, yaitu:

1. Erosi Percikan

Erosi percikan (splash erosion) adalah proses terlepas dan terlemparnya

(28)

sebagai air lolos secara langsung. Tenaga kinetik tersebut ditentukan oleh dua hal,

massa dan kecepatan jatuhan air. Tenaga kinetik bertambah besar dengan

bertambahnya besar diameter air hujan dan jarak antara ujung daun penetas

(driptis) dan permukaan tanah (pada proses erosi di bawah tegakan vegetasi).

Ada tiga tahapan terjadinya erosi percikan, antara lain (Suripin, 2002):

 Terjadinya pengemburan yang cepat pada permukaan tanah sehingga

kohesinya munurun, akibatnya laju erosi percikan meningkat.

 Terjadi pemadatan permukaan akibat pukulan air hujan yang jatuh

sehingga tebentuk lapisan kerak tipis yang akan menurunkan jumlah

partikel tanah yang terlempat ke udara dan meningkatkan air

permukaan.

 Terjadinya turbulensi aliran permukaan yang mampu mengangkut

sebagian lapisan kerak pada permukaan tanah.

2. Erosi Kulit

Erosi kulit (sheet erosion) adalah erosi yang terjadi ketika lapisan tipis

permukaan tanah di daerah berlereng terkikis oleh kombinasi air hujan dan air

limpasan (runoff). Tipe erosi ini disebabkan oleh kombinasi air hujan dan air

limpasan yang mengalir ke tempat yang lebih rendah. Berdasarkan sumber tenaga

penyebab erosi kulit, tenaga kinetik air hujan lebih penting karena kecepatan air

jatuhan lebih besar, yaitu antara 0,3 sampai 0,6 m/dtk. Tenaga kinetik air hujan

akan menyebabkan lepasnya partikel-partikel tanah dan bersama-sama dengan

pengendapan sedimen di atas permukaan tanah, menyebabkan turunnya laju

infiltrasi karena pori-pori tanah tertutup oleh kikisan partikel tanah. Bentang lahan

(29)

lapisan bawah permukaan yang solid merupakan bentang lahan dengan potensi

terjadinya erosi kulit besar. Besar kecilnya tenaga penggerak terjadinya erosi kulit

ditentukan oleh kecepatan dan kedalaman air limpasan.

3. Erosi Alur

Erosi alur (rill erosion) adalah pengelupasan yang diikuti dengan

pengangkutan partikel-partikel tanah oleh aliran air limpasan yang terkonsentrasi

sehingga membentuk alur-alur kecil. Hal ini terjadi ketika air limpasan masuk ke

dalam cekungan permukaan tanah, kecepatan air limpasan meningkat dan

akhirnya terjadilah laju angkutan sedimen.

Tipe erosi alur umumnya dijumpai pada lahan-lahan garapan dan

dibedakan dari erosi parit (gully erosion) dalam hal erosi alur dapat diatasi dengan

pengerjaan/pencangkulan tanah. Tipe erosi ini terbentuk oleh tanah yang

kehilangan daya ikat partikel-partikel tanah sejalan dengan meningkatnya

kelembapan tanah di tempat tersebut. Kelembapan tanah yang berlebihan akan

mengakibatkan tanah longsor. Bersama dengan longsornya tanah, kecepatan air

limpasan meningkat dan juga terkonsentrasi di tempat tersebut. Limpasan ini akan

mengangkut sedimen hasil erosi dan ini menandai awal dari terjadinya erosi parit.

4. Erosi Parit

Erosi parit (gully erosion) akan membentuk jajaran parit yang lebih dalam

dan lebar dan merupakan tingkat lanjutan dari erosi alur. Erosi parit dapat

diklasifikasikan sebagai parit bersambungan dan parit terputus-putus. Erosi parit

terputus dapat dijumpai di daerah yang bergunung. Erosi tipe ini biasanya diawali

oleh adanya gerusan yang melebar dibagian atas hamparan tanah miring yang

(30)

Kedalaman erosi parit ini menjadi berkurang pada daerah yang kurang terjal.

Erosi parit bersambungan berawal dari terbentuknya gerusan-gerusan permukaan

tanah oleh air limpasan kearah tempat yang lebih tinggi dan cenderung berbentuk

jari-jari tangan. Pada tahap awal, proses pembentukan erosi parit tampak

mempunyai kecenderungan kearah keseimbangan dinamis. Pada tahap lanjutan,

proses pembentukan erosi parit tersebut akan kehilangan karekteristik dinamika

perkembangan gerusan-gerusan pada permukaan tanah oleh aliran air dan pada

akhirnya terbentuk pola aliran-aliran kecil atau besar yang bersifat permanen.

Namun demikian, proses pembentukan erosi parit tidak selalu beraturan seperti

yang disebut diatas. Pada kondisi tertentu, terutama oleh perubahan-perubahan

geologis karena pengaruh aktivitas manusia, proses erosi parit tidak pernah

sampai pada tahap lanjutan. Secara umum erosi parit dapat terjadi serentak atau

pada waktu yang berbeda.

5. Erosi Tebing

Erosi tebing (stream bank erosion) adalah erosi yang terjadi akibat

pengikisan tebing tanah oleh air yang mengalir dari bagian atas tebing atau oleh

terjangan air sungai yang kuat terutama pada daerah tikungan-tikungan sungai.

Dua proses berlangsungnya erosi tebing sungai adalah oleh adanya gerusan aliran

sungai dan oleh adanya longsoran tanah pada tebing sungai. Proses yang pertama

berkorelasi dengan kecepatan aliran sungai. Semakin cepat laju aliran sungai

(debit puncak atau banjir) semakin besar kemungkinan terjadinya erosi tebing.

Erosi tebing sungai dalam bentuk gerusan dapat berubah menjadi tanah longsor

ketika permukaan sungai surut (meningkatnya gaya tarik kebawah) sementara

(31)

tebing sungai terjadi setelah debit yang kedua lebih ditentukan oleh keadaan

kelembapan tanah di tebing sungai menjelang terjadinya erosi. Dengan kata lain,

erosi tebing sungai dalam bentuk longsoran tanah terjadi karena beban meningkat

oleh adanya kelembapan tanah yang tinggi dan beban ini lebih besar dari pada

gaya yang mempertahankan tanah tetap pada tempatnya.

6. Erosi Internal

Erosi internal (internal or surface erosion) adalah proses tersangkutnya

partikel-partikel tanah masuk ke celah-celah atau pori-pori akibat adanya aliran

bawah permukaan. Akibat erosi ini tanah menjadi kedap air dan udara, sehingga

menurunkan kapasitas infiltrasi dan meningkatkan aliran permukaan atau erosi

alur.

Erosi bawah permukaan juga berupa erosi terowongan (piping), diman

tanah tersangkut kebagian ke bagian bawah dan terbentuk semacam pipa dan

terowongan dari permukaan ke bawah tanah. Erosi jenis ini hanya terjadi di

tanah-tanah tertentu yang kurang baik untuk pertanian.

7. Tanah Longsor

Tanah longsor (land slide) merupakan bentuk erosi dimana pengangkutan

dan pergerakan massa tanah pada suatu saat dalam volume yang relatif besar.

Berbeda dengan jenis erosi yang lain, pada tanah longsor pengangkutan tanah

terjadi sekaligus dalam jumlah yang besar.

2.2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Erosi

Pada dasarnya erosi adalah akibat dari interaksi kerja antara faktor iklim,

topografi, tumbuh-tumbuhan dan manusia terhadap lahan. adapun faktor-faktor

(32)

2.2.2.1Iklim

Pengaruh iklim terhadap erosi dapat bersifat langsung atau tidak langsung.

Pengaruh langsung adalah melalui tenaga kinetis air hujan, terutama intensitas dan

diameter butiran air hujan. Pada hujan yang intensif dan berlangsung dalam waktu

pendek, erosi yang terjadi biasanya lebih besar daripada hujan dengan intensitas

lebih kecil dengan waktu yang lebih lama. Pengaruh iklim tidak langsung

ditentukan melalui pengaruhnya terhadap pertumbuhan vegetasi.

Di daerah beriklim basah, faktor yang mempengaruhi erosi adalah hujan.

Besarnya curah hujan, intensitas dan distribusi hujan menentukan kekuatan

dispersi hujan terhadap tanah, sehingga jumlah dan kecepatan aliran permukaan

meningkat dan kerusakan oleh erosi juga meningkat. Besarnya curah hujan adalah

volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Besarnya curah hujan dapat

dinyatakan dalam meter kubik per areal atau dinyatakan tinggi jumlah air yaitu

mm. Besarnya curah hujan dapat dimaksudkan untuk satu kali hujan atau massa

tertentu seperti per hari, per bulan, per musim atau per tahun. Kemampuan hujan

untuk menyebabkan erosi disebut daya erosi atau erosivitas hujan.

Intensitas curah hujan adalah menyatakan besar curah hujan yang jatuh

dalah waktu yang singkat yaitu 5, 10, 15, atau 30 menit, yang dinyatakan dalam

mm/jam atau cm/jam (Rauf A, 2011).

2.2.2.2Topografi

Kemiringan lereng dan panjang lereng adalah dua unsur karakteristik

topografi yang paling menentukan terhadap aliran permukaan dan erosi. Selain

memperbesar jumlah aliran permukaan, makin curamnya lereng juga

(33)

angkut air. Kecepatan air limpasan yang besar umumnya ditentukan oleh

kemiringan lereng yang tidak terputus dan panjang serta terkonsentrasi pada

saluran-saluran sempit yang mempunyai potensi besar terjadinya erosi alur dan

erosi parit. Kedudukan lereng juga menentukan besar kecilnya erosi. Lereng

bagian bawah lebih mudah tererosi daripada lereng bagian atas karena momentum

air limpasan lebih besar dan kecepatan dan terkonsentrasi ketika mencapai lereng

bagian bawah.

Daerah tropis vulkanik dengan topografi bergelombang dan curah hujan

tinggi sangat potensial untuk terjadinya erosi dan tanah longsor. Oleh karena itu,

dalam program konservasi tanah dan air di daerah tropis, usaha-usaha pelandaian

permukaan tanah seperti pembuatan teras di lahan-lahan pertanian, peruntukan

tanah-tanah dengan kemiringan lereng besar untuk kawasan lindung seringkali

dilakukan. Usaha tersebut dilakukan terutama untuk menghindari terjadinya erosi

yang dipercepat dan meningkatnya tanah longsor.

2.2.2.3Vegetasi

Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah menghalangi air hujan agar tidak

jatuh langsung di permukaan tanah, sehingga kekuatan untuk menghancurkan

tanah sangat kurang.

Adapun pengaruh vegetasi penutup tanah terhadap erosi adalah sebagai

berikut (Asdak, 2007):

1. Melalui fungsi melindungi permukaan tanah dari tumbuhan air hujan

2. Menurunkan kecepatan air limpasan

3. Menahan partikel-partikel tanah agar tetap pada tempatnya

(34)

Dalam meninjau vegetasi terhadap mudah-tidaknya tanah tererosi, harus

dilihat apakah vegetasi penutup tanah tersebut mempunyai struktur tajuk yang

berlapis sehingga dapat menurunkan kecepatan terminal air hujan dan

memperkecil diameter tetesan air hujan. Telah dikemukakan bahwa yang lebih

berperan dalam menurunkan besarnya erosi adalah tumbuhan bawah karena

tumbuhan bawah merupakan stratum vegetasi terakhir yang akan menentukan

besar kecilnya erosi percikan. Dengan kata lain, semakin rendah dan rapat

tumbuhan bawah semakin efektif pengaruh vegetasi dalam melindungi permukaan

tanah terhadap ancaman erosi karena akan menurunkan besarnya tumbukan

tetesan air hujan ke permukaan tanah. Oleh karena itu dalam melaksanakan

program konservasi tanah dan air melalui vegetasi, sistem pertanaman (tanah

pertanian) dan pengaturan struktur tegakan (vegetasi hutan) diusahakan agar

tercipta struktur pelapisan tajuk yang serapat mungkin. Hutan yang terpelihara

dengan baik, terdiri dari pepohonan yang dikombinasikan dengan tanaman

penutup tanah, seperti rerumputan, semak atau perdu, dan belukar merupakan

pelindung tanah yang ideal terhadap bahaya erosi.

2.2.2.4Tanah

Tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap erosi yang berbeda-beda.

Kepekaan erosi tanah yaitu mudah tidaknya tanah tererosi adalah fungsi berbagai

interaksi sifat-sifat fisik dan kimia tanah. Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi

kepekaan erosi adalah sifat-sifat tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi,

permeabilitas, dan kapasitas menahan air dan sifat-sifat tanah yang mempengaruhi

ketahanan struktur tanah disperse dan pengikisan oleh butir-butir hujan yang jatuh

(35)

2.2.2.5Manusia

Manusia sangat berperan dalam mempercepat proses terjadinya erosi.

Manusia merupakan faktor sangat menentukan apakah suatu tanah yang

diusahakannya akan rusak atau produktif secara berkelanjutan. Banyak faktor

yang menentukan apakah manusia akan memperlakukan dan merawat serta

mengusahakan tanahnya secara bijak sehingga menjadi lebih baik dan dapat

memberikan pendapatan yang cukup dalam jangka waktu yang tidak terbatas.

Adapun faktor yang berkenaan dengan fungsi manusia terhadap tanah yang

diusahakannya dengan erosi antara lain (Rauf A, 2011):

 Luas tanah pertanian yang diusahakan  Sistem pengusaha tanah

 Status pengusahaan tanah

 Tingkat pengetahuan dan keterampilan  Harga hasil usaha tani

 Ikatan hutan

 Pasar dan sumber keperluan usaha tani  Infrastruktur dan fasilitas kesejahteraan  Mentalitas manusia itu sendiri

Meskipun faktor-faktor tersebut dapat diprediksi menggunakan teknologi

canggih yang berkembang saat ini, tapi fenomena alam merupakan rahasia alam

yang sangat sulit untuk diprediksi dengan tepat. Menurut Wischemeier dan Smith

dalam Asdak (2007)menyebutkan bahwa ada empat faktor utama yang dianggap

terlibat dalam proses erosi, yaitu; sifat tanah, topografi, dan vegetasi penutup

tanah. Keempat faktor tersebut kemudian dijadikan dasar untuk menentukan laju

erosi tanah melalui sebuah persamaan umum yang dikenal sebagai USLE

(36)

2.2.3 USLE Sebagai Model Perkiraan Besarnya Erosi

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).

USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi

rata-rata erosi jangka panjang dari erosi alur di bawah keadaan tertentu. USLE

dikembangkan di USDA-SCS (United State Departemen of Agriculture-Soil

Conservation Service) bekerja sama dengan Universitas Purdue oleh Wischemeier

dan Smith, 1965. Berdasarkan analisis statistic terhadap lebih dari 10.000 tahun

data erosi dan aliran permukaan, parameter fisik, dan pengelolaan di kelompokkan

menjadi lima variabel utama yang nilainya untuk setiap tempat dapat dinyatakan

dengan numeris (Suripin, 2001).

Rumus USLE dapat dinyatakan sebagai:

Ae = R x K x LS x C x P ………(2.1)

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

(37)

2.2.3.1Faktor Erosivitas Hujan (R)

Faktor erosivitas hujan adalah kemampuan air hujan sebagai penyebabkan

timbulnya erosi yang bersumber dari laju dan distribusi tetesan air hujan.

Erosivitas hujan tahunan yang dapat dihitung dari data curah hujan yang diperoleh

dari pengukuran hujan. Erosivitas hujan merupakan fungsi dari energi kinetik total

hujan dengan intensitas hujan maksimum Selama 30 menit. Perlu diperhatikan

juga bahwa curah hujan bulanan rata-rata yang digunakan adalah data jangka

panjang minimal 5 tahun dan akan lebih baik jika 20 tahun atau lebih. Faktor

erosivitas hujan bulanan (Rm) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Rm = 2.21 (Rain)m1.36……… (2.2)

Untuk memperoleh nilai R dapat dihitung dengan mempergunakan persamaan

sebagai berikut:

Nilai erosivitasi hujan setahun dihitung dihitung dengan menjumlahkan

erosivitas hujan bulanan selama satu tahun (12 bulan).

2.2.3.2Faktor Erodibilitas Tanah (K)

Faktor erodibilitas tanah, atau faktor kepekaan erosi tanah (K) merupakan

daya tahan tanah baik terhadap pengelepasan dan pengangkutan, terutama

tergantung pada sifat-sifat tanah, seperti tekstur, stabilitas agregat, kekuatan geser,

kapasitas infiltrasi, kandungan bahan organik dan kimiawi. Atau faktor

erodibilitas tanah adalah jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun per

(38)

kerentanan tanah terhadap erosi air. Indeks erodibilitas tanah ini ditentukan untuk

tiap satuan lahan. Indeks ini memerlukan data ukuran partikel tanah, % bahan

organik, struktur tanah dan permeabilitas tanah. Data tersebut didapat dari hasil

analisis laboratorium contoh tanah yang diambil di lapangan atau dari data dalam

laporan survei tanah yang dilampirkan pada peta tanah. Ketersediaan peta satuan

tanah pada penelitian ini sangat membantu dalam efisiensi waktu dan biaya dalam

menentukan faktor K. Apabila tidak tersedianya peta satuan tanah maka faktor K

dapat ditentukan dari penyelidikan lapangan dan menentukan nilai K dengan

menggunakan nomograf seperti gambar 2.1 berikut.

Sumber: (Suripin, 2001)

(39)

Tabel 2.1 Kode Struktur Tanah

Kelas Struktur Tanah (ukuran diameter) Kode

Granuler sangat halus (< 1 mm) 1

Granuler halus (1 sampai 2 mm) 2

Granuler sedang sampai kasar (2 sampai 10 mm) 3

Berbentuk blok, pelat, masif 4

Sumber: Wischmeier dan Smith, 1978, dalam Suripin, 2001

Tabel 2.2 Kode Permeabilitas Profil Tanah

Kelas Permeabilitas Kecepatan Kode

Sangat lambat < 0,5 1

Sumber: Wischmeier dan Smith, 1978, dalam Suripin 2001

Tabel 2.1 dan tabel 2.2 digunakan untuk menentukan nilai kode yang

terdapat pada nomograf untuk menghitung nilai erodibilitas tanah (k) dalam

satuan metrik pada gambar 2.1.

Atau nilai K secara pendekatan dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan (Rauf A, 2011):

K = {2.7131,14.M (10-4 x 12 – a) + 3,25 (b - 2)+2,5(c - 3)} /100 ……...(2.4)

Dimana:

(40)

Tabel 2.3 Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah

Kelas Tekstur Tanah Nilai M

Lempung Berat 210

Lempung Sedang 750

Lempung Pasiran 1213

Lempung Ringan 1685

Geluh Lempung 2160

Pasir Lempung Liatan 2830

Geluh Lempungan 2830

Pasir 3035

Pasir Geluhan 1245

Geluh Berlempung 3770

Geluh Pasiran 4005

partikel) dalam menghitung nilai k pada persamaan 2.4.

Nilai erodibilitas tanah dapat ditentukan berdasarkan identifikasi jenis

tanah dalam satuan pemetaan tanah. Tabel 2.4 memperlihatkan besaran nilai K

(41)

Tabel 2.4 Nilai K untuk Berbagai Jenis Tanah

NO Jenis Tanah Nilai K Rataan

1 Latosol (Haplorthox) 0,09

2 Latosol merah (Humox) 0,12

3 Latosol merah kuning (Typic haplorthox) 0,26

4 Latosol coklat (Typic tropodult) 0,23

5 Latosol (Epiaquic tropodult) 0,31

6 Regosol (Troporthents) 0,14

7 Regosol (Oxic dystropept) 0,12 – 0,16

8 Regosol (Typic entropept) 0,29

9 Regosol (Typic dystropept) 0,31

10 Gley humic (Typic tropoquept) 0,13

11 Gley humic (Tropaquept) 0,20

12 Gley humic (Aquic entroopept) 0,26

13 Lithosol (Litic eutropept) 0,16

14 Lithosol (Orthen) 0,29

15 Grumosol (Chromudert) 0,21

16 Hydromorf abu-abu (Tropofluent) 0,20

17 Podsolik (Tropudults) 0,16

18 Podsolik Merah Kuning (Tropudults) 0,32

19 Mediteran (Tropohumults) 0,10

20 Mediteran (Tropaqualfs) 0,22

21 Mediteran (Tropudalfs) 0,23

Sumber: (Asdak, 2007dan Rauf A, 2011)

2.2.3.3Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)

Faktor LS, merupakan kombinasi antara faktor panjang lereng (L) dan

kemiringan lereng (S) yang mana merupakan nisbah besarnya erosi dari suatu

(42)

lahan. Nilai LS untuk sembarang panjang dan kemiringan lereng dapat dihitung

dengan persamaan sebagai berikut:

LS = (L/22)z (0,006541S2 + 0,0456S + 0,065) ……… (2.5)

Dimana:

L = panjang lereng (m)

S = kemiringan lereng (%), dan

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%

2.2.3.4Faktor Pengolahan Lahan (C)

Faktor menggambarkan nisbah antara besarnya erosi dari lahan yang

bertanaman tertentu dan dengan manajemen tertentu terhadap besarnya erosi yang

tidak ditanami dan diolah bersih. Factor ini mengukur kombinasi pengaruh

tanaman dan pengelolaannya. Faktor C ditunjukkan sebagai angka perbandingan

yang berhubungan dengan tanah hilang tahunan pada areal yang bervegetasi

dengan areal yang sama jika areal tersebut kosong dan ditanami secara teratur.

Nilai faktor C berkisar antara 0.001 pada hutan tak terganggu hingga 1.0 pada

tanah kosong.

2.2.3.5Faktor Konservasi Tanah (P)

Faktor konservasi tanah ialah tindakan pengawetan yang meliputi

usaha-usaha untuk mengurangi erosi tanah yaitu secara mekanis maupun

biologis/vegetasi. Nilai P berkisar dari 0 untuk tanah praktek pengendalian erosi

sempurna, sampai bernilai 1 untuk tanah tanpa tindakan pengendalian erosi.

(43)

konservasi tanah (P) dapat digabung menjadi faktor CP. Tabel 2.5 menjelaskan

nilai CP untuk berbagai macam penggunaan lahan.

Tabel 2.5 Nilai CP untuk Berbagai Macam Penggunaan Lahan

No. Macam Penggunaan Lahan Nilai Faktor CP

6 Pertanian lahan kering campur 0.19

7 Pertanian lahan kering 0.28

8 Hutan lahan kering sekunder 0.01

9 Hutan mangrove sekunder 0.01

10 Hutan rawa sekunder 0.01

Sumber: BPDAS Wampu-Sei Ular dalam Jayusri (2012)

Hasil perhitungan faktor erosi metode USLE akan diperoleh suatu prediksi

erosi yang mempunyai nilai-nilai indeks yang kemudian di klasifikasikan

berdasarkan jumlah tanah yang hilang akibat erosi tersebut. Nilai faktor P dalam

(44)

Tabel 2.6 Nilai Faktor P untuk berbagai Tindakan Konservasi Tanah

No. Tanpa Tindakan Pengendalian Erosi Nilai P

1 Tanpa tindakan

Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi (angkutan),

pengendapan (deposition), dan pemadatan (compaction) dari sedimen itu sendiri.

Proses tersebut berjalan sangat kompleks, dimulai dari jatuhnya hujan yang

menghasilkan energi kinetik yang merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu

tanah menjadi partikel tanah menjadi partikel halus lalu menggelinding bersama

aliran permukaan, sebagian akan tertinggal diatas tanah dan sebagian yang lain

akan masuk kedalam sungai dan akan terbawa aliran menjadi angkutan sedimen

(45)

Sungai juga menggerus tanah dasarnya secara terus-menerus sepanjang

masa existensinya dan terbentuklah lembah-lembah sungai. Volume sedimen yang

sangat besar yang dihasilkan dari keruntuhan tebing-tebing sungai di daerah

pegunungan dan tertimbun di dasar sungai tersebut, terangkut kehilir oleh aliran

sungai. Karena di daerah pegunungan kemiringan sungai curam, gaya tarik aliran

airnya cukup besar. Tetapi setelah aliran sungai mencapai daratan, maka gaya

tariknya sangat menurun. Dengan demikian beban yang terdapat dalam arus

sungai berangsur-angsur diendapkan. Karena itu ukuran butiran sedimen yang

mengendap di bagian hulu sungai lebih besar dari pada di bagian hilir sungai

(Sosrodarsono, 1984).

Proses sedimentasi pada alur sungai adalah sebagai berikut (Fadlun, 2009):

a. Bagian Hulu

Bagian hulu sungai merupakan daerah sumber sedimen yang

tererosi. Pada bagian ini kecepatan aliran menjadi lebih besar karena

umumnya alur sungai yang dilalui pada daerah pegunungan, bukit, atau

lereng gunung yang kadang-kadang mempunyai ketinggian yang cukup

besar dari muka air laut.

b. Bagian Tengah

Bagian ini merupakan daerah peralihan dari bagian hulu dan hilir.

Kemiringan dasar sungai lebih landai dari bagian hulu sehingga kecepatan

aliran relatif lebih kecil. Bagian ini merupakan daerah keseimbangan

antara proses erosi dan sedimentasi yang sangat bervariasi dari musim ke

(46)

c. Bagian Hilir

Alur sungai dibagian hilir biasanya melalui dataran yang

mempunyai kemiringan dasar sungai yang landai sehingga kecepatan

alirannya lambat. Keadaan ini sangat memudahkan terbentuknya

pengendapan atau sedimen. Endapan yang terbentuk biasanya berupa

endapan pasir halus, lumpur, endapan organik, dan jenis endapan lain yang

sangat labil.

Gambar 2.2 Sketsa Profil Memanjang Alur Sungai (Fadlun, 2009)

Bahan sedimen hasil erosi seringkali bergerak menempuh jarak yang

pendek sebelum akhirnya diendapkan. Sedimen ini masih tetap berada di lahan

atau diendapkan di tempat lain yang lebih datar atau sebagian masuk ke sungai.

Persamaan umum untuk menghitung sedimentasi suatu DAS belum tersedia,

untuk lebih memudahkan dikembangkan pendekatan berdasarkan luas area. Rasio

sedimen terangkut dari keseluruhan material erosi tanah disebut Nisbah Pelepasan

Sedimen/NLS (Sediment Delivery Ratio/SDR) yang merupakan fungsi dari luas

(47)

Nilai NLS mendekati satu artinya semua tanah yang terangkut erosi masuk

ke dalam sungai. Kejadian ini hanya terjadi pada DAS atau Sub DAS kecil yang

tidak memiliki daerah-daerah datar, tetapi memiliki lereng yang curam, banyak

butir halus (liat) yang terangkut, memiliki kerapatan yang tinggi, atau secara

umum dikatakan tidak memiliki sifat yang cenderung menyebabkan pengendapan

sedimen diatas lahan DAS tersebut. Perhitungan Nisbah Pelepasan Sedimen

(NLS) adalah perhitungan untuk memperkirakan besarnya hasil sedimen dari

suatu daerah tangkapan air. Perhitungan besarnya NLS dianggap penting dalam

menentukan perkiraan realitas besarnya hasil sedimen total berdasarkan

perhitungan erosi total yang berlangsung didaerah tangkapan air. Besarnya NLS

dalam perhitungan-perhitungan erosi atau hasil sedimen untuk suatu daerah aliran

sungai umumnya ditentukan dengan menggunakan grafik hubungan luas DAS dan

besarnya NLS seperti dikemukakan oleh Roehl (1962) dalam Asdak C. (2007).

Nilai NLS sebagai fungsi luas daerah aliran sungai dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Tabel 2.7 Pengaruh Luas DAS terhadap NLS

(48)

Sedang cara lain untuk menentukan besarnya NLS adalah dengan

menggunakan persamaan:

LS S ……… (2.6)

Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh aliran air

akan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan airnya melambat atau

berhenti. Peristiwa mengendap ini dikenal dengan proses sedimentasi, yaitu

proses yang bertanggung jawab atas terbentuknya dataran-dataran aluvial yang

luas dan banyak terdapat di dunia. Ini merupakan suatu keuntungan karena

memberikan lahan untuk perluasan pertanian dan permukiman. Akan tetapi,

sedimen yang dihasilkan oleh erosi yang cepat pada tanah salah kelola lebih

banyak kerugian bagi kehidupan manusia. Sedimen yang terendapkan di dalam

saluran, sungai, waduk, dan muara sungai akan menyebabkan pendangkalan

badan air tersebut, yang dapat menimbulkan kerugian karena mengurangi fungsi

badan air itu sendiri.

Besarnya perkiraan hasil sedimen menurut Asdak C.2007 dapat ditentukan

berdasarkan persamaan sebagai berikut :

Y ( LS) W ……… (2.7)

Dimana:

Y = hasil sedimen persatuan luas

A = Erosi total

Ws = Luas Daerah Aliran Sungai NLS = Nisbah Pelepasan Sedimen

Besarnya nilai NLS dalam perhitungan hasil sedimen suatu daerah aliran

sungai umumnya ditentukan dengan menggunakan Tabel 2.8 hubungan antara

(49)

2.3.1 Pembagian Sedimen

Dasar sungai biasanya tersusun oleh endapan dari material angkutan

sedimen yang terbawa oleh aliran sungai, material tersebut dapat terangkut

kembali apabila kecepatan aliran cukup tinggi. Besarnya volume angkutan

sedimen tergantung dari kecepatan aliran dan adanya kegiatan di palung sungai.

Sebagai akibat dari perubahan volume angkutan sedimen adalah terjadinya

pergerusan di beberapa tempat dan akan mengendap di tempat lain pada dasar

sungai. Sehingga denga demikian bentuk dasar sungai akan selalu berubah. Untuk

memperkirakan perubahan dasar sungai tersebut telah dikembangkan banyak

rumus berdasarkan percobaan di lapangan maupun di laboratorium. Walaupun

demikian perhitungan angkutan sedimen tidak teliti, karena (Loebis, 1993):

1. Interaksi antara aliran air dan angkutan sedimen adalah sangat komplek

dan oleh karena itu sulit untuk dirumuskan secara matematis.

2. Pengukuran angkutan sedimen sulit dilaksanakan dengan teliti, sehingga

rumus angkutan sedimen tidak dapat dicek dengan baik.

Angkutan sedimen dapat diklasifikasikan berdasarkan pembagian sebagai

berikut (Loebis, 1993):

(50)

Aliran air akan membawa hanyut bahan-bahan sedimen, yang menurut

mekanisme pengangkutannya dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu

(Sosrodarsono, 1984):

a. Muatan dasar (bed load)

Pergerakan partikel di dalam aliran air sungai dengan cara

menggelinding, meluncur dan meloncat-loncat di atas permukaan dasar

sungai.

b. Muatan melayang (suspended load)

Terdiri dari butiran halus yang ukurannya lebih kecil dari 0,1 mm

dan senantiasa melayang di dalam aliran sungai. Partikel cendrung

mengendap apabila kecepatan aliran melambat dan akan bergerak kembali

karena turbulen aliran air sungai. Lebih-lebih butiran yang sangat halus,

walaupun air tidak lagi mengalir, tetapi butiran tersebut tetap tidak

mengendap dan airnya akan tetap saja keruh dan sedimen semacam ini

disebut muatan kikisan (wash load)

Untuk membedakan muatan laying dan muatan dasar cukup sulit. Kriteria

umum untuk menentukan muatan layang ialah perbandingan antara kecepatan

gesek (U*) dan kecepatan jatuh (W), yaitu apabila U*/W > 1,5 maka termasuk

sebagai muatan melayang. Sedangkan untuk muatan dasar dibatasi bahwa elevasi

partikel pada saat pergerakannya di dalam air maksimum 2 sampai 3 kali dari

ukuran diameter butirnya, jika lebih dari itu maka termasuk muatan melayang

(51)

Sedimen dari sungai harus dielakkan pada tubuh bendung beserta

bangunan-bangunan pelengkapnya, sehingga tidak mencapai saluran pembawa

(primer, sekunder, maupun tersier). Penumpukan sedimen di saluran irigasi akan

mempersingkat umur pelayanan jaringan irigasi karena pendangkalan dan

penurunan kapasitas. Selanjutnya, penumpukan sedimen di petak sawah akan

menaikkan permukaan sawah, sehingga mempersulit air untuk mencapai

permukaan sawah dan mengairi sawah. Partikel sedimen yang halus bahkan bisa

menyumbat pori-pori tanah dan menghambat penyerapan air oleh tanaman.

Meskipun demikian tidak semua fraksi sedimen berpotensi merusak jaringan

irigasi.

Fraksi sedimen batuan dan bed load biasanya sudah teratasi dengan

konstruksi pembilas bawah (under sluice) sehingga tidak masuk ke intake. Dalam

kondisi debit normal. Tetapi fraksi pasir, lanau, dan lempung akan terbawa

melewati pintu intake dan dapat mencapai saluran irigasi dan petak sawah. Fraksi

lanau dan lempung (< 70 µm) diperbolehkan masuk ke sawah, karena dapat

meningkatkan kesuburan tanah (Puslitbang Pengairan, 1986). Fraksi pasir

(> 0.063 mm), disisi lain, harus ditahan jangan sampai masuk ke sawah. Fraksi

pasir ini diusahakan untuk mengendap di penangkap sedimen (sediment

trap/settling basin), yang berada di hilir pintu pengambilan (intake) (Hanwar dan

Herdianto, 2007).

Pada kenyataannya pada tiap satu satuan waktu pergerakan angkutan

sedimen yang dapat diamati adalah bed load dan suspended load, sehingga

penjumlahan keduanya dapat didefinisikan sebagai total load transport. Beban

(52)

2.3.2 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. Di dalam perhitungan sifat-sifat sedimen yang

dipakai adalah: ukuran, kerapatan atau kepadatan, kecepatan jatuh dan porositas.

Laju angkutan sedimen, perubahan dasar dan tebing saluran, perubahan morfologi

sungai dapat diterangkan jika sifat sedimennya diketahui (Ronggodigdo, 2011).

Prinsip dasar angkutan sedimen ayaitu untuk mengetahui perilaku sedimen

pada kondisi tertentu, apakah keadaan sungai seimbang, erosi, maupun

sedimentasi. Juga untuk prediksi kuantitas sedimen dalam proses tersebut. Proses

yang terjadisecara alami ini kuantitasnya ditentukan oleh gaya geser aliran serta

diameter butiran sedimen.

Angkutan sedimen dapat menyebabkan terjadinya perubahan dasar sungai.

Angkutan pada suatu ruas sungai akan mengalami erosi atau pengendapan

tergantung dari besar kecilnya angkutan sedimen yang terjadi sebagaimana dapat

dilihat pada tabel 2.8.

Table 2.8 Klasifikasi Kondisi Dasar Sungai

Angkutan T1 > T2 Sedimentasi Agradasi

(53)

Beberapa faktor yang mempengaruhi angkutan sedimen adalah:

2.3.2.1Ukuran Partikel Sedimen

Pengukuran ukuran butiran tergantung pada jenis bongkahan, untuk

berangkal pengukuran dilakukan secara langsung, untuk kerikil dan pasir

dilakukan dengan analisa saringan sedangkan untuk lanau dan lempung dilakukan

dengan analisa sedimen. Klasifikasi jenis tanah berdasarkan ukuran butir dapat

dilihat pada Tabel 2.9 berikut (Ronggodigdo, 2011):

Tabel 2.9 Klasifikasi Ukuran Partakel Sedimen

No. Organisasi

Ukuran Butir (mm)

Kerikil Pasir Lanau Lempung

(Gravel) (Sand) (Silt) (Clay)

Classification System 4,75-76,2 0,075-4,75 Fines (< 0,075)

Sumber: Ronggodigdo (2011)

2.3.2.2Berat Spesifik Partikel Sedimen

Berat spesifik adalah berat sedimen per satuan volume dari bahan

angkutan sedimen. Dirumuskan sebagai berikut:

..………. (2.8)

Dimana:

(54)

2.3.2.3 Kecepatan Jatuh (Fall Velocity)

Karakteristik dari sedimen adalah kecepatan jatuhnya atau fall velocity ( ),

yang mana adalah kecepatan maksimum yang dicapai oleh suatu partikel akibat gaya

gravitasi. Ukuran pasir yang tersuspensi dalam suatu sungai akan tergantung kepada

nilai fall velocity-nya. Untuk suatu ukuran butiran sedimen yang besar, akan jatuh

dengan cepat dan akan lebih sedikit mendapat tahanan dari air dibandingkan dengan

butiran sedimen yang lebih halus.

Persamaan umum untuk mencari nilai fall velocity:

menentukan fall velocity dapat diperoleh dengan menggunakan Gambar 2.4

(55)

Sumber: Grafik 1.3 buku sediment transport, Chi Ted Yang, halaman 10

Gambar 2.4 Grafik Hubungan Diameter Butiran Dengan Kecepatan Jatuh Sedimen

Yang mana:

√ ………(2. 0)

Dimana:

= factor bentuk

= diameter paling panjang sedimen = diameter paling pendek sedimen b = diameter rata-rata sedimen

2.3.2.4Tegangan geser kritis

Tegangan geser kritis merupakan parameter penting dalam angkutan

sedimen. Pergerakan sedimen dipengaruhi oleh tegangan geser, kecepatan kritis

dan gaya angkat. Partikel sedimen akan terangkat apabila tegangan geser dasar

lebih besar dari tegangan geser kritis erosi dan tegangan geser kritis erosi melebihi

(56)

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa tegangan geser kritis sangat

bergantung pada riwayat proses pengendapan dan konsolidasi. Untuk itu beberapa

penelitian tegangan geser kritis sedimen kohesif biasanya dilakukan dengan

menghubungkan antara tegangan geser dan massa jenis sedimen pada berbagai

variasi ketinggian sampel.

Sedimen bergerak tergantung dari besarnya gaya seret dan gaya angkat

dan dapat digambarkan pada gambar 2.5 sebagai berikut.

Gambar 2.5 Gaya Yang Bekerja Pada Butiran di Dasar Sungai

W’ ( s - )*g ……… (2.11)

FD = ……….. (2.12)

FL = ……….. (2.13)

Partikel sedimen akan mulai bergerak pada kondisi kecepatan geser kritis

terlampaui, karena gaya dorong lebih besar dari gaya gesek.

(57)

Persamaan tegangan geser Shield adalah: Ss = kemiringan saluran

d = diameter butiran sedimen (mm) = tegangan geser kritis

Apabila bilangan Reynold diketahui maka tegangan geser kritis dapat

diketahui dengan melihat grafik 2.2 buku Sediment Transport, Chi Ted Yang

Viskositas kinematik dari air (v) adalah perbandingan antara viskositas

dinamik ( ) dengan berat jenis air (ρ). Sebagian besar buku Mekanika Fluida mempunyai tabel dan diagram dari viskositas air sebagai fungsi dari temperatur.

Misalnya harga yang mewakili v = 1.10-6 m2/s untuk air bersih pada suhu 20oC. Viskositas kinematik juga dapat dihitung menggunakan rumus:

. 2 x 0 6

.0 0.0 0.00022 2

……… (2. )

Dimana :

Gambar

Gambar 2.1 Nomograf untuk Menghitung Nilai Erodibilitas Tanah (K) Dalam Satuan Metrik (Wischmeier, et.al., 1971)
Tabel 2.3 Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah
Tabel 2.4 Nilai K untuk Berbagai Jenis Tanah
Tabel 2.5 Nilai CP untuk Berbagai Macam Penggunaan Lahan
+7

Referensi

Dokumen terkait