KAJIAN SEDIMENTASI DAN HUBUNGANNYA DENGAN
DEBIT SUNGAI PADA MUSIM KEMARAU
DI AREAL PERKEBUNAN KELAPA SAWIT
PTP. NUSANTARA IV PABATU
DRAFT
OLEH :
YANSYAH RONI HUTABARAT
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
KAJIAN SEDIMENTASI DAN HUBUNGANNYA DENGAN
DEBIT SUNGAI PADA MUSIM KEMARAU
DI AREAL PERKEBUNAN KELAPA SAWIT
PTP. NUSANTARA IV PABATU
DRAFT
OLEH :
YANSYAH RONI HUTABARAT 110308032/KETEKNIKAN PERTANIAN
Draft sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan seminar hasil penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh: Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Sumono, M.S) (Sulastri Panggabean, STP, M.Si)
Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
i
Dengan Debit Sungai pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu, dibimbing oleh SUMONO dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentasi sangat berpengaruh terhadap kualitas air dan debit suatu sungai dalam suatu wilayah Sub DAS. Penelitian ini bertujuanmenghitung besarnya sedimentasi dan hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau dari bulan Maret-Agustus 2015 di Sub-Das Bahilang (DAS Padang) di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu. Parameter yang diamati adalah debit sungai, konsentrasi sedimen melayang dan debit sedimen melayang.
Hasil penelitianmenunjukkan debit tertinggi pada bulan Agustus 2015 yaitu 61,09 l/s. Debit terendah pada bulan Juni 2015 yaitu 38,14 l/s. Konsentrasi sedimen tertinggi 9685 mg/l, sedangkan konsentrasi sedimen terendah 55 mg/l. Debit sedimen melayang tertinggi 561,219 ton/hari, sedangkan debit sedimen melayang terendah 0.1808 ton/hari.Persamaan hubungan debit sungai dengan debit sedimen adalah Qs = 158.13Q1.4748 dengan nilai koefisien diterminasi (R2) sebesar 0.835.
Kata Kunci: Sedimen melayang, Debit, Sungai, Musim kemarau.
ABSTRACT
YANSYAH RONI HUTABARAT: Study of Sedimentation and Its Relation to River Rate in Dry Season in PTP. Nusantara IV Pabatu Oil Palm Field, supervised by SUMONO and SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentation has significant effect on water quality and river’s rate in Sub River Flow Area. This research was aimed to count sedimentation content and its relation to river rate in dry season (March until August 2015) in Bahilang Sub River Flow Area (Padang, River Flow Area) in PTP. Nusantara IV Pabatu oil palm field. Parametres observed were river rate, floating sediment contentration, and floating sediment debit.
The results show that the highest was 61,09 l/s in August 2015. The lowest debit was 38,14 l/s in June 2015. The highest sediment concentration was 9685 mg/l, and the lowest sediment concentration was 55 mg/l. The highest floating sediment rate was 561,219 ton/day, the lowest floating sediment concentration was 0,1808 ton/day. The relation of river rate and sediment rate was Qs= 158,13Q1.4748 with determination coeficient (R2) of 0,835.
ii
Yansyah Roni Hutabarat dilahirkan di Berastagi pada tanggal 22 Agustus 1993, dari Ayah Nasip Hutabarat dan Ibu Nurmina Simamora. Penulis merupakan putra keempat dari empat bersaudara.
Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri Berastagi dan pada tahun 2011 lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur SNMPTN tertulis. Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
iii
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft dengan judul “Kajian Sedimentasi dan Hubungannya Dengan Debit Sungai Pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu” yang merupakan salah satu syarat untuk membuat skripsi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Sumono, MS selakuketuakomisipembimbingdanIbu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbingyang banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan draft ini dengan baik.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Sidan kepada pihak PTPN IV Pabatu yang banyak membantu dan memberikan masukan kepada penulis di dalam menyelesaikan draft ini dengan baik.
Penulis menyadari bahwa draft ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga draft ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Maret 2015
iv
Hal.
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... v
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA Morfologi Sungai ... 5
Debit Sungai ... 6
Metode Pengukuran Debit Sungai ... 7
Erosi dan Sedimentasi ... 15
Erosi ... 15
Sedimentasi ... 16
Angkutan Sedimentasi ... 17
Pengaruh Erosi dan Sedimentasi ... 19
Pengaruh Erosi ... 19
Pengaruh Sedimentasi ... 20
Konsentrasi Sedimen Melayang ... 21
Debit Sedimen Melayang ... 22
Pola Pengendapan Sedimen ... 23
Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang ... 23
Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV Pabatu ... 25
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ... 27
Bahan dan Alat Penelitian ... 27
Metode Penelitian... 27
Prosedur Penelitian ... 28
Parameter Penelitian ... 29
HASIL DAN PEMBAHASAN Debit Sungai ... 30
Konsentrasi Sedimen Melayang ... 31
Debit Sedimen Melayang ... 34
Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang ... 35
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 38
Saran ... 39
v
No. Hal.
1.Jenis dan Ukuran Sedimen ... 22
2. Debit Sungai rata-rata Bulan Maret-Agustus 2015 ... 30
vi
No. Hal.
1. Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod ... 10
2. Bangunan ukur tipe Cipoletty... 12
3. Hubungan debit sungai dengan curah hujan ... 36
vii
No. Hal.
1. Flowchart Penelitian ... 42
2. Peta Lokasi Penelitian ... 43
3. Konsentrasi sedimen melayang ... 44
4. Debit Sedimen Melayang ... 45
5. Debit aliran pada saat pengambilan sample dan debit rata-rata harian ... 46
6. Data Curah Hujan Rata-Rata Bulan Maret-Agustus 2015 ... 47
7. Debit Rata-Rata Harian dan Curah Hujan Harian ... 48
i
Dengan Debit Sungai pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu, dibimbing oleh SUMONO dan SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentasi sangat berpengaruh terhadap kualitas air dan debit suatu sungai dalam suatu wilayah Sub DAS. Penelitian ini bertujuanmenghitung besarnya sedimentasi dan hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau dari bulan Maret-Agustus 2015 di Sub-Das Bahilang (DAS Padang) di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu. Parameter yang diamati adalah debit sungai, konsentrasi sedimen melayang dan debit sedimen melayang.
Hasil penelitianmenunjukkan debit tertinggi pada bulan Agustus 2015 yaitu 61,09 l/s. Debit terendah pada bulan Juni 2015 yaitu 38,14 l/s. Konsentrasi sedimen tertinggi 9685 mg/l, sedangkan konsentrasi sedimen terendah 55 mg/l. Debit sedimen melayang tertinggi 561,219 ton/hari, sedangkan debit sedimen melayang terendah 0.1808 ton/hari.Persamaan hubungan debit sungai dengan debit sedimen adalah Qs = 158.13Q1.4748 dengan nilai koefisien diterminasi (R2) sebesar 0.835.
Kata Kunci: Sedimen melayang, Debit, Sungai, Musim kemarau.
ABSTRACT
YANSYAH RONI HUTABARAT: Study of Sedimentation and Its Relation to River Rate in Dry Season in PTP. Nusantara IV Pabatu Oil Palm Field, supervised by SUMONO and SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentation has significant effect on water quality and river’s rate in Sub River Flow Area. This research was aimed to count sedimentation content and its relation to river rate in dry season (March until August 2015) in Bahilang Sub River Flow Area (Padang, River Flow Area) in PTP. Nusantara IV Pabatu oil palm field. Parametres observed were river rate, floating sediment contentration, and floating sediment debit.
The results show that the highest was 61,09 l/s in August 2015. The lowest debit was 38,14 l/s in June 2015. The highest sediment concentration was 9685 mg/l, and the lowest sediment concentration was 55 mg/l. The highest floating sediment rate was 561,219 ton/day, the lowest floating sediment concentration was 0,1808 ton/day. The relation of river rate and sediment rate was Qs= 158,13Q1.4748 with determination coeficient (R2) of 0,835.
1 Latar Belakang
Air sebagai sumber daya tidak dapat habis, karena jumlahnya dalam biosfir tidak terpengaruh dan tidak rusakoleh aktivitas dan pemanfaatan oleh manusia.Agar dapat dimanfaatkan, air harus terdapat pada tempat khusus dan mempunyai kualitas tertentu dan dianggap sebagai terbaharui, dan sering sebagai sumber daya yang langka, mempunyai masa daur ulang tergantung pada lokasi dan penggunaannya (Mulyanto, 2008).
Pertumbuhan jumlah penduduk, tekanan sosial ekonomi, dan tekanan pembangunan menyebabkan penurunan kondisi sumberdaya alam, terutama sumberdaya tanah dan air termasuk kondisi DAS.Hal ini dikarenakan timbulnya kerusakan vegetasi penutup tanah yang merupakan faktor terpenting dalam memelihara ketahanan tanah terhadap erosi, dan kemampuan tanah dalam meresap air (Maulana,dkk., 2014).
Daerah Aliran Sungai yang selanjutnya disebut DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan(Maulana,dkk., 2014).
air. Di sungai ataupun saluran-saluran irigasi, jika terjadi pengendapan akan menyebabkan pendangkalan dan hal ini sangatberpengaruh bagi kehidupan manusia. Hasil sedimen dari suatu daerah pengaliran tertentu dapat ditentukan dengan melakukan pengukuran pengangkutan sedimen yang dipengaruhi oleh kecepatan aliran dan hal tersebut dapat menentukan ukuran dari volume sedimen.Pengetahuan mengenai Angkutan Sedimen (SedimentTransport) merupakan dasar untuk perancangan bangunan-bangunan pengendali sungai ataupun saluran-saluran irigasi, perbaikan navigasi, perancangan bangunan pelindung pantai, pelabuhan/ dermaga dan bangunan-bangunan lainnyan (Adinegara,2005).
banjir di Kotamadya Tebing Tinggi. Arahan penggunaan lahan merupakan strategi yang penting dalam menentukan penggunaan lahan di beberapa sub DAS pada kawasan hulu DAS Padang dalam upaya meningkatkan resapan air di kawasan hulu DAS Padang dan mengatasi penumpukan sedimen akibat erosi pada permukaan lahan. Sebagai dampak selanjutnya arahan penggunaan lahan dapat berfungsi mengurangi bahaya banjir di kawasan hilir DAS Padang (Barutu, 2010).
Bagian hulu DAS Padang termasuk Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu sudah mengalami kerusakan akibat penggunaan lahan dan aktivitas masyarakat setempat. Di beberapa titik pada bagian sungai sudah mengalami longsor akibat pengikisan dinding-dinding sungai oleh air dan prilaku manusia sehingga terjadi pendangkalan sungai akibat jumlah sedimen yang meningkat. Untuk itu perlu dilakukan kajian mengenai sedimentasi serta hubungannya terhadap debit sungai untuk mengetahui sejauh mana sedimen berpengaruh terhadap besarnya debit sungai.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menghitung besarnya sedimentasi dan hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau di Sub-Das Bahilang di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu.
Manfaat Penelitian
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai kajian sedimentasi serta hubungannya dengan debit sungai.
5 Morfologi Sungai
Sesuai dengan terjemahan dari Bahasa Inggris, Morphologi sungai merupakan hal-hal yang berkaitan dengan bentuk dan struktur sungai. Ahli geomorphologi melihat landscape bumi dalam perspektif historis dan mempelajari pembentukan muka bumi (landforms) dan proses-proses pengendalinya. Dengan tambahan kata fluvial(secara harfiah=sungai) yang berarti sesuatu yang terdapat, berkaitan dan dihasilkan dari sungai maka ilmu fluvial geomophologi mempelajari sungai dalam perspektif morfologi dan sistemnya dan berkonsentrasi pada sungai-sungai dan daerah pengalirannya dengan mengikut sertakan semuanya dari perbukitan ke hidrolika saluran terbuka sampai ke sedimentologi delta. Sedangkan ahli geologi tertarik dengan sejarah bumi melalui jutaan tahun(Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).
Hal-hal yang berkaitan dengan morphologi sungai antara lain: dataran banjir (flood plain), pembentukan delta, bentuk sungai dan klasifikasi sungai (sungai lurus,sungai berselampit/braided, sungai bermeander). Sungai bermeander terdiri atas lengkungan sungai yang membentuk huruf S. Lane (1957, dalamKodoatie dan Sugiyanto 2002) mendefenisikan sebagai sungai yang alinyemen memanjangnya terdiri atas bentuk-bentuk lengkungan yang belum ditentukan oleh variasi alam tetrain yang dilewati sungai tersebut
Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari sifat, jenis dan perilaku sungai dengan semua aspek perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Gejala morfologi yang mempengaruhi sungai adalah :
1. Keadaan daerah aliran sungai, yang meliputi unsur topografi, vegetasi, geologi tanah dan penggunaan tanah yang berpengaruh terhadap koefisien rembesan pengaliran, sifat curah hujan serta keadaan hidrologi.
2. Hidrologi di palung sungai.
3. Material dasar saluran, tebing serta berubahnya alur aliran. 4. Aktivitas manusia diantaranya:
a. Dibangunnya prasarana air.
b. Pengambilan material dasar sungai, tebing sungai dan bantaran sungai. c. Pembuangan material dan sampah ke sungai.
( Ronggodigdo, 2011). Debit Sungai
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Dalam laporan-laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran.Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS (oleh adanya kegiatan pengelolaan DAS) dan atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau tahunan) iklim lokal (Asdak, 1995).
sungai menurut waktu disebut hidrograf. Bentuk hidrograf suatu sungai tegantung dari sifat hujan dan sifat-sifat daerah aliran sungai yang bersangkutan
(Arsyad,2006).
Sebagian besar debit aliran pada sungai kecil yang masih alamiah adalah debit aliran yang berasal dari air tanah atau mata air dan debit aliran air permukaan (air hujan). Dengan demikian aliran air pada sungai kecil pada umumnya lebih menggambarkan kondisi hujan daerah yang bersangkutan. Sedangkan sungai besar, sebagian besar debit alirannya berasal dari sungai-sungai kecil dan sungai sedang diatasnya. Sehingga aliran air sungai besar tidak mesti menggambarkan kondisi hujan dilokasi yang bersangkutan. Aliran dasar pada sungai kecil terbentuk dari aliran mata air dan air tanah, sedang aliran dasar padasungai besar dibentuk dari aliran dasar sungai-sungai kecil dan sedang diatasnya (Maryono, 2005).
Besarnya debit ditentukan oleh luas penampang air dan kecepatan alirannya, yang dapat dinyatakan dengan persamaan :
Q = A V ...(1) dimana : Q = debit air (m3/detik atau m3/jam)
A = luas penampang air (m2)
V = kecapatan air melalui penampang tersebut (m/detik) (Arsyad, 1989).
Metode Pengukuran Debit Sungai
secara langsung dan cara tidak langsung, yaitu dengan melakukan pendataan terhadap parameter alur sungai dan tanda bekas banjir. Dalam hidrologi masalah penentuan debit sungai dengan cara pengukuran termasuk dalam bidang hidrometri, yaitu ilmu yang mempelajari masalah pengukuran air atau pengumpulan data dasar untuk analisis mencakup data tinggi muka air, debit dan sedimentasi (Elisa, 2011).
a.Pengukuran Debit Secara Langsung
Besarnya aliran tiap waktu atau disebut dengan debit, akan tergantung pada luas tampang aliran dan kecepatan aliran rerata. Pendekatan nilai debit dapat dilakukan dengan cara mengukur tampang aliran dan mengukur kecepatan aliran tersebut. Cara ini merupakan prosedur umum dalam pengukuran debit sungai secara langsung( Elisa, 2011).
Pengukuran luas tampang aliran dilakukan dengan mengukur tinggi muka air dan lebar dasar alur sungai.Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti, pengukuran tinggi muka air dapat dilakukan pada beberapa titik pada sepanjang tampang aliran. Selanjutnya debit aliran dihitung sebagai penjumlahan dan semua luasan pias tampang aliran yang terukur( Elisa, 2011).
1.Pengukuran kecepatan arus dengan Current Meter
Kecepatan aliran biasanya diukur dengan menggunakan alat ukur current meter (alat ukur kecepatan aliran yang berbentuk propeler). Alat
Kecepatan aliran sungai bervariasi dari yang paling kecil pada dasar sungai sampai pada kecepatan terbesar dekat atau pada permukaan air sungai. Perhitungan yang lazim dilakukan di lapangan adalah bahwa untuk memperoleh kecepatan rata-rata aliran sungai, kedalaman 0,2 dan 0,8 di bawah permukaan air sungai umum dipakai sebagai lokasi alat ukur. Prosedur perhitungan kecepatan aliran sungai rata-rata menurut cara tersebut di atas adalah sebagai berikut :
a. Hitung kedalaman sungai dengan menggunakan tongkat berskala.
b. Tempatkan alat ukur current meter pada kedalaman 0,8 dari total kedalaman sungai, hitung kecepatan aliran sungai melalui angka meter pada alat tersebut. Lama waktu setiap pencatatan adalah 45 detik.
c. Tempatkan alat ukur pada kedalaman 0,2 dari total kedalaman sungai dan ulangi langkah (b). Pada sungai dangkal, perhitungan kecepatan aliran sungai dapat dilakukan hanya pada kedalaman 0,6 dari total kedalaman sungai.
(Asdak, 2007).
2.Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod
Cara pengukuran dapat dijelaskan sebagai berikut ini (lihat Gambar 1). (a) Letakkan alat pada tempat yang akan diukur dengan posisi
sejajar dengan arus aliran.
(b) Setelah aliran kembali tenang, baca ketinggian muka air aliran (H1).
(c) Putar alat 90°, sehingga tegak lurus aliran, kemudian baca tinggi muka air yang terjadi (H2).
(d) Kecepatan arus aliran dapat didekati dengan:
� =�2�(�1− �2... (2)
Gambar 1. Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod ( Elisa, 2011).
3. Bangunan pengukur debit aliran
Di dalam tabung alat pengukur debit otomatis terdapat kabel yang ujung bawahnya dilengkapi dengan pelampung, sementara ujung atasnya dihubungkan dengan pen pencatat. Dengan menggunakan peralatan automatic streamflow gauge tersebut, fluktuasi tinggi permukaan aliran sungai di tempat pengukurandapat ditransfer menjadi angka debit aliran sehingga besarnya debit aliran dari waktu ke waktu dapat diamati (Asdak, 2007).
Bangunan ukur biasanya difungsikan pula sebagai bangunan pengontrol. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan taraf muka air yang direncanakan dan untuk mengalirkan debit tertentu. Jenis – jenis bangunan ukur yang biasanya digunakan anatara lain yaitu :
a. Ambang tajam; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka. b. Ambang lebar; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air. c. Tipe Parshall; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air. d. Tipe Cipoletti; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air. e. Tipe Romijn; aliran atas dan dapat mengatur taraf muka air.
f. Tipe Crump de Gruyter; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
g. Pipa Sadap Sederhana; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
h. Constant Head Office; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
a.Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Bangunan ini merupakan penyempurnaan dari alat ukur ambang tajam yang di kontruksi sepenuhnya dengan cara berbentuk trapezium. Lubang pengaliran berbentuk trapezium dengan sisi – sisi yang miringnya 4:1. Kelebihan bangunan ukur ini ialah bangunannya sederhana dan mudah dibuat dengan biaya yang tidak terlalu mahal, jika diberi papan duga berskala liter petani akan mudah mengetahui volume air yang dipakai. Sedangkan kelemahan nya ialah pengukuran debit sulit karena harus dilakukan dua orang, sedimentasi terjadi di hulu, benda – benda hanyut tidak mudah di lewatkan. Perhitungan debit dengan bangunan ukur tipe cipoletti adalah :
Q = 1,86 . L .h3/2 ………. (3) Dimana : Q = Debit air (l/s)
L = Lebar ambang (m)
h = Tinggi muka air dari ambang (m) (Mawardi, 2007).
Gambar 2. Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Keterangan gambar : h = tinggi muka air dari ambang (m) L = lebar ambang (m)
Bangunan ukur Cipoletti ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : a. Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan lokal
seperti kayu, plat besi dan sebagainya.
b. Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
c. Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan. Sangat cocok untuk areal perkebunan tebu yang sering pindah-pindah lokasi atau untuk keperluan penelitian efisiensi irigasi dan kebutuhan air tanaman.
d. Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air yang cukup dan tidak cocok dipakai diareal irigasi yang datar. e. Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat
mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu pemeliharaan yang teratur.
Kelebihan dan Kekurangan bangunan ukur cipoletti antara lain : 1. Kelebihan Bangunan ukur cipoletti
a. Sederhana dan mudah dibuat. b. Biaya pelaksanaannya tidak mahal. 2. Kelemahan bangunan ukur cipoletti
a. Terjadi sedimentasi dihulu bangunan .
b. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik diatas elevasi ambang bangunan ukur.
(Limantara, 2010).
b.Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung
pengukuran secara langsung sulit dilaksanakan karena faktor kondisi atau permasalahan sebagai bericckut:
a. pengukuran debit secara langsung berbahaya bagi keselamatan petugas dan peralatan yang digunakan,
b. sifat perubahan debit banjir relatif singkat waktunya dan saat kejadiannya sulit diramalkan,
c.
selamasuatupengukurandilakukan,kadang-kadangbanjirtidakterjadi,sehinggadiperlukancaralain untukmemperkirakandebitbanjirtersebut,
d. kadang-kadang pengukuran debit banjir untuk beberapa tempat sulit dilaksanakan pada saat yang bersamaan, padahal datanya sangat diperlukan.
Pengukuran debit secara tidak langsung dapat dilaksanakan dengan dua cara, yaitu cara luas kemiringan dan cara ambang (Elisa, 2011).
C.Penentuan Debit dengan Cara Analisis
Penentuan debit sungai dengan cara analisis, dapat dilakukan dengan analisis hidrologi berdasarkan data hujan di DAS dan parameter DAS. Metode yang lazim digunakan adalah:
a. metode empiris, b. metode rasional, c. metode matematik.
kan dengan karakteristik DAS yang ditinjau, data tersedia, dan harus mendapat persetujuan dari pihak pemilik, perancang (pendesain), dan instansi yang berwenang dan bertanggungjawab terhadap pembinaan sungai (Elisa, 2011).
Erosi dan Sedimentasi Erosi
Istilah erosi tanah umumnya diartikan sebagai kerusakan tanah oleh perbuatan air atau angin. Beberapa ahli mengemukakan pendapatnya tentang devenisi atau batasan erosi, diantaranya adalah Ellison (1946, dalam Hardjoamidjojo dan Sukandi 2008), menyatakan bahwa erosi merupakan proses pelepasan (detachment) dan pengangkutan (transportation) dari bahan-bahan tanah oleh penyebab erosi. Baver (1972, dalam Hardjoamidjojo dan Sukandi 2008) menyatakan bahwa erosi oleh air adalah akibat dari daya dispersi (pemecahan) dan daya transportasi (pengangkutan) oleh aliran air diatas permukaan tanah dalam bentuk aliran permukaaan
(Hardjoamidjojo dan Sukandi, 2008).
Secara umum, terjadinya erosi ditentukan oleh faktor-faktor iklim (terutama intensitas hujan), topografi, karakteristik tanah, vegetasi penutup tanah, dan tata guna lahan. Pemahaman tentang pengaruh erosi didaerah tangkapan air (on-site) dan dampak yang ditimbulkannya didaerah hilir (off-site) tidak hanya memerlukan pemahaman tentang proses-proses terjadinya erosi, tetapi juga pemahaman tentang mekanisme transpor sedimen melalui aliran sungai
Erosi sungai/saluran (stream/channel erosion) adalah erosi yang terjadi akibat dari terkikisnya permukaan tanggul sungai dan gerusan sedimen di sepanjang dasar saluran. Erosi tipe ini harus ditinjau secara terpisah dari tipe-tipe erosi yang lainnya yang diakibatkan oleh air hujan. Erosi semacam ini dipengaruhi oleh variabel hidrologi/hidrolik yang mempengaruhi sistem sungai (Hardiyatmo, 2006).
Sedimentasi
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai dan waduk.Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu.Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen terlarut dalam sungai (suspended sediment) atau dengan pengukuran langsung di dalam waduk.Bentuk hubungan antara erosi yang berlangsung di daerah tangkapan dan besarnya sedimen yang terukur di daerah hilir mempunyai mekanisme kasualitas yang rumit dan belum banyak mengerti (Asdak, 2007).
Tanah dan bagian-bagian tanah yang terangkut oleh air dari suatu tempat yang mengalami erosi pada suatu daerah aliran sungai (DAS) dan masuk ke dalam suatu badan air secara umum disebut sedimen. Sedimen yang terbawa masuk ke dalam sungai hanya sebagian saja dari tanah yang tererosi dari tempatnya. Sebagian lagi dari tanah yang terbawa erosi akan mengendap pada suatu tempat di lahan bagian bawah tempat erosi pada DAS tersebut (Arsyad, 2006).
Angkutan Sedimentasi
Air yang memasuki waduk membawa angkutan sedimen hasil erosi pada DAS yang kemudian sebagian akan mengendap di dalam waduk berupa :
1. Wash load sedimen cuci yang berbutir sangat halus. Sedimen ini bersumber pada permukaan DAS, terutama hasil lapukan karena perubahan suhu, diangkut oleh air dalam bentuk koloidal, sehingga sukar mengendap dalam waduk, mengalir ke hilir bersama air limpasan.
2. Suspended load sedimen layang dengan butiran yang lebih kasar, kira-kira beberapa per seratus sampai dengan beberapa per puluhan milimeter, yang diangkut dalam suspensi/keadaan melayang ke dalam waduk sebagian besarakan terendap di bagian hilir kolam waduk bersama dengan sebagian kecil wash load.
3. Bed loadsedimen dasar dengan besar butiran yang lebih kasar dari sedimen layang, menggelincir dan bergulingan (translating and rolling) pada dasar sungai. Hampir semua sedimen dasar akan mengendap di kolam waduk bagian hulu serta pada dasar alur sungai pemasok air waduk
Proses perubahan alur sungai banyak dipengaruhi oleh adanya karakteristik angkutan sedimen pada sungai tersebut. Pada suatu sungai yang terjadi fluktuasi angkutan sedimen cukup besar, akan mengakibatkan proses erosi ataupun sedimentasi, sehingga akan terjadi agradasi maupun degradasi dasar sungai. Sedangkan angkutan sedimen sendiri di sungai dapat dibedakan menjadi dua (sesuai transportasinya) :
a. Angkutan sedimen dasar sungai b. Angkutan sedimen melayang
Angkutan sedimen dasar sungai pada umumnya banyak dipengaruhi oleh kondisi alur sungai itu sendiri dan angkutan sedimen melayang/ konsentrasi sedimen melayang banyak dipengaruhi oleh erosi daerah aliran sungai. Pada sistem transportasi angkutan sedimen di sungai, perlu dipertimbangkan terhadap angkutan yang seimbang, artinya supply sedimen dari atas sesuai dengan kapasitas angkut dari alur sungai tersebut dan alur sungai dapat dikatakan relatif stabil. Angkutan sedimen yang seimbang perlu adanya sistem pengendalian sedimen di bagian hulu, sehingga sedimen yang mengalir ke hilir dapat terkontrol
(Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).
Makinbesarnya ratio atau perbandingan Qmax/Qmin sungai terjadi karena mengecilnya daya serap DAS sehingga:
a. Membesarnya run off pada musim hujan→Membesarnya luapan ke luar alur yang berasal dari kelebihan debit terhadap Qmax.
b. Berkurangnya resapan air ke dalam aquifer.
c. Mengecilnya aliran effluent yang keluar dari aquifer di musim kemarau sebagai penambah debit minimum→mengecilnya Qmin.
(Mulyanto,2008).
Pengaruh Erosi dan Sedimentasi Pengaruh Erosi
Erosi dan sedimentasi yang diakibatkan oleh pergerakan air (daerah dengan curah hujan tinggi) meliputi beberapa proses. Terutama meliputi proses pelepasan, penghanyutan/pengangkutan dan pengendapan daripada partikel-partikel tanah yang terjadi akibat tumbukan percikan air hujan dan aliran permukaan (Boangmanalu, 2012).
permukaan. Akibatnya dapat menyetop sama sekali laju infiltrasi sehingga aliran permukaan semakin berlimpah. Dari uraian ini jelas bahwa pengaruh erosi ini dapat menimbulkan kemerosotan kesuburan fisik dari tanah (Boangmanalu, 2012) Pengaruh Sedimentasi
Produksi sedimen mungkin akan menurun dalam beberapa tahun setelah pembalakan/penggundulan karena menurunnya erodibilitas lapisan atas lahan. Tetapi pada beberapa tahun kemudian erodibilitas akan bertambah besar lagi oleh pelapukan/weathering lapisan atas. Sedimentasi dari beberapa tahap ini akan makin menyebabkan bertambahnya transport maupun agradasi sedimen dalam alur run off dari DAS (Mulyanto, 2008).
Menurut Susanti dan Hendrie (2006), sebagai akibat dari adanya erosi, sedimentasi memberikan beberapa dampak, yaitu :
a. Di sungai
Pengendapan sedimen di dasar sungai yang menyebabkan naiknya dasar sungai, kemudian mengakibatkan tingginya muka air sehingga berakibat sering terjadi banjir.
b. Di saluran
Jika saluran irigasi dialiri air yang penuh sedimen, maka akan terjadi pengendapan sedimen di saluran. Tentu akan diperlukan biaya yang cukup besar untuk pengerukan sedimen tersebut dan pada keadaan tertentu pelaksanaan pengerukan menyebabkan terhentinya operasi saluran.
c. Di waduk
d. Di bendung atau pintu-pintu air
Pengendapansedimenmengakibatkanpintuairkesulitandalammengoperasika npintunya,mengganggualiranairyanglewatmelaluibendingataupintuair,danakanterj adibahayapenggerusanterhadapbagianhilirbangunanjikabebansedimendisungaiber kurangkarenatelahmengendapdibagianhulubendung,sehingga dapat mengakibatka n terangkutnya material alas sungai.
Konsentrasi Sedimen Melayang
Tanah yang terangkut oleh erosi umumnya mengandung unsur-unsur atau senyawa kimia dan pestisida dalam jumlah banyak. Bahan-bahan kimia tersebut akan melarut dalam air sungai, air danau, air waduk dan air laut di tepi pantai. Disamping itu sedimen yang melarut ini mengakibatkan kekeruhan yang tinggi, menurunnnya oksigen terlarut sehingga berakibat buruk bagi kehidupan ikan, menyuburkan pertumbuhan gulma air, disamping beberapa unsur yang terlarut bersifat meracun (nitrit dan bahan aktif pestisida) (Hakim,dkk.,1986).
Konsentrasi sedimen melayang, analisisperhitunganbobotsedimendilakukan
denganmengurangkanselisihdariberatkeringovensedimendankertassaring (BKOS+ K) dengan berat kering kertas saring (BKS). Rumus menghitung berat kering sedimen secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
Cs = (G2 – G1) / V... (4) Dimana:
Cs = Konsentrasi sedimen (mg/Liter)
V = Volume contoh sedimen (liter) (Maulana, 2014).
Debit Sedimen Melayang
Berdasarkan pada jenis sedimen dan ukuran partikel-partikel tanah serta komposisi mineral dari bahan induk yang menyusunnya, dikenal bermacam jenis sedimen seperti pasir, liat dan lain sebagainya.Tergantung dari ukuran partikelnya, sedimen ditemukan terlarut dalam sungai atau disebut muatan sedimen (suspended sediment) dan merayap di dasar sungai atau dikenal sebagai sedimen merayap
(bed load). Menurut ukurannya, sedimen dibedakan menjadi : Tabel 1. Jenis dan Ukuran Sedimen
Jenis sedimen Ukuran partikel (mm)
Liat
penampang melintang sungai, maka debit sedimen dapat dihitung sebagai hasil perkalian antara konsentrasi dan debit air yang dirumuskan sebagai berikut : Qs = 0,0864 x C x Q ...(6) Qs = debit sedimen (ton/hari)
C = konsentrasi sedimen(mg/Liter) Q = debit sungai (m3/dt)
(Asdak, 2007).
Pada tahap pengolahan data selanjutnya, hasil perhitungan aliran debit dan sedimen diwujudkan dalam bentuk diagram dan peta menurut lokasi pengambilan data dengan memanfaatkan komputer yang telah banyak digunakan.Dengandemikian, dapat dilihat besarnya fluktuasi angkutan sedimen dari waktu ke waktu untuk setiap lokasi (Asdak, 2007).
Pola Pengendapan Sedimen
Begitu sedimen memasuki badan sungai, maka berlangsunglah transpor sedimen. Kecepatan transpor sedimen merupakan fungsi dari kecepatan aliran sungai dan ukuran partikel sedimen. Partikel sedimen ukuran kecil seperti tanah liat dan debu dapat diangkut aliran air dalam bentuk terlarut (wash load). Sedang partikel yang lebih besar, antara lain, pasir cenderung bergerak dengan cara melompat. Partikel yang lebih besar dari pasir, misalnya kerikil (gravel) bergerak dengan cara merayap atau menggelinding di dasar sungai (bed load)
(Asdak, 2007).
Peningkatan muatan sedimen di permukaan sungai mempengaruhi debit suatu sungai. Penumpukan sedimen di dasar sungai menyebabkan debit sungai akan menurun. Penumpukan sedimen yang semakin tinggi berpotensi mengurangi kapasitas tampung sungai terhadap air hujan yang berintensitas besar terutama di musim hujan.Hal ini dapat memicu terjadinya banjir pada waktu musim hujan di bagian hilir DAS.Keadaan ini sudah terjadi di kawasan hilir DAS Padang (Kotamadya Tebing Tinggi), sewaktu musim hujan meskipun intensitas hujan tidak besar namun sering terjadi banjir di Kotamadya Tebing Tinggi.Semakin besar volume aliran debit, jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran debit sungai tersebut menjadi semakin besar. Keadaan suspensi sangat dipengaruhi oleh kondisi fisik daerah aliran sungai. Daerah aliran sungai yang mempunyai bentuk lahan terbuka pada umumnya akan memberikan sumbangan suspensi yang relatif lebih besar dari daerah aliran sungai yang terdiri atas lahan-lahan tertutup, misalnya hutan.Arahan penggunaan lahan merupakan strategi yang penting dalam menentukan penggunaan lahan di beberapa sub DAS pada kawasan hulu DAS Padang dalam upaya meningkatkan resapan air di kawasan hulu DAS Padang dan mengatasipenumpukan sedimen akibat erosi pada permukaan lahan.Sebagai dampak selanjutnya arahan penggunaan lahan dapat berfungsi mengurangi bahaya banjir di kawasan hilir DAS Padang. (Barutu, 2010).
kondisi ini dibiarkan, maka dapat menyebabkan terjadinya banjir pada waktu musim hujan pada bagian hilir DAS (Soemarto, 1993 dalam Barutu 2010).
. Korelasi antara debit sedimen dan kedalaman menunjukkan bahwa semakin dalam dasar sungai maka debit sedimen yang dihasilkan semakin besar. Korelasi antara debit sedimen dan lebar menunjukkan bahwa semakin lebar suatu penampang sungai maka semakin besar pula debit sedimen yang dihasilkan. Korelasi antara debit sedimen dan kecepatan menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan sungai maka debit yang dihasilkan akan semakin besar pula. Korelasi antara debit sedimen dan debit air menunjukkan bahwa semakin besar debit air yang terjadi maka debit sedimen yang dihasilkan akan semakin besar
( Erlanda, 2012).
Koefisien determinasi digunakan untuk melihat seberapa besar variabel-variabel independen secara bersama mampu memberikan penjelasan mengenai variabel dependen dimana nilai R2 berkisar antara 0 sampai 1(0≤R 2≤1).Semakin besar nilai R2, maka semakin besar variasi variabel dependen yang dapat dijelaskan oleh variasi variabel – variabel independen. Sebaliknya jika R2 kecil, maka akan semakin kecil variasi variabel dependen yang dapat di jelaskan oleh variabel independen (Muinah, 2011).
Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV Pabatu
berubah menjadi HU Bandar Oil Elasiquenensis pada tahun 1942 – 1945 dikuasai oleh pemerintah Indonesia, tepatnya pada saat revolusi fisik (PTPN IV, Pabatu).
Pada 1947 sampai Desember 1957 kembali dikuasai oleh BOCM Belanda, tetapi pada 1958 dikuasai oleh pemerintah Indonesia, dengan nama PPN (Pusat Perkebunan Negara) IV dan bulan Januari 1963 diganti namanya menjadi PPN SUMUT ANTAN II yang mengolah kelapa sawit dan kakao (cokelat). Bulan Oktober 1978 berganti namanya menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Pabatu.Berdasarkan keputusan Menteri Dalam Negeri UP.Dirjen Agraria tanggal 2 Juni 1978 SK. 19/HGU/DALAM/1978 dengan membudidayakan tanaman kelapa sawit dan kakao (cokelat).Kemudian pada tanggal 11 Maret 1996 namanya diganti menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu.
Unit Kebun Pabatu terletak di antara Kecamatan Tebing Tinggi dan Dolok Merawan Kabupaten Serdang Bedagai serta mempunyai letak geografis yang berjarak ± 7 Km dari Kota Tebing dan ± 87 Km dari Kota Medan serta ± 40 Km dari Kota Pematang Siantar. Unit Kebun Pabatu berada pada ketinggian ± 300 m di atas permukaan laut dengan topografi bergelombang.Luas seluruh areal afdeling di PKS PTPN IV (Persero) Kebun Pabatu ialah 5.754,04 Ha
(PTPN IV, Pabatu).
harus memiliki syarat-syarat tertentu seperti kesadahan dan kadarsilica. DAS Padang juga dimanfaatkan sebagai aliran drainase pada perkebunan.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telahdilaksanakan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus 2015. Tempat penelitian berada di sub DAS Bahilang (DAS Padang) dengan luasan 734 ha atau merupakan Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV kebun Pabatu Kab. Serdang Bedagai Propinsi Sumatera Utara, secara geografis terletak 30 12” 20’ s/d 30 16” 50’ LU dan 990 7” 30’ BT.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat komputer dengan software Microsoft Office,water level logger, desikator, kertas saring 94 AH, oven, fleaker glass, timbangan digital,pompa vacuum,GPS, Arcgis Ver 10.1, sekat ukur Cipoletti.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah peta DEM, data debit sungai, sampel air sungai.
Metode penelitian yang digunakan adalah observasi lapangan dan data penelitian yang digunakan terdiri atas data primer dan data sekunder.
Data primer diperoleh secara langsung dengan observasi di daerah sub- DAS. Data primer di sungai meliputi pengambilan sample air secara komposit untuk dilakukan penyaringan sedimen. Pengambilan sample dilakukan setiap 2 (dua) minggu sekali.Pada sungai juga diukur tinggi muka air setiap 30 menitmenggunakan alat water level loggers.
Data sekunder diperoleh dari instansi-instansi terkait. Data sekunder meliputi data iklim yaitu curah hujan harian. Data jaringan sungai, batas DAS dan sub-DAS diperoleh melalui analisis data DEM.
Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian ini adalah :
1. Membuat Peta DAS/sub DAS menggunakan software arcgis ver 10.1. 2. Menentukan titik outlet/tempat pengukuran debit sungai dan genetic sampel
air.
3. Pembuatan sekat ukur dan bangunan water level logger 4. Pengamatan data primer/pengambilan sampel air.
a. Sampel air untuk menentukan konsentrasi sedimen melayang. b. Tinggi muka air setiap 2 minggu sekali.
5. Pengumpulan data sekunder berupa data curah hujan. 6. Analisis debit sungai
Menghitung nilai debit sungai dengan persamaan (3) 7. Aalisis sample sedimen
b. Kertas saring dibilas dengan aquades kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 1030C selama satu jam untuk mendapatkan berat kering tanpa air
c. Mendinginkan kertas saring dalam desikator dan menimbang dengan timbangan digital
d. Memasukkan kertas saring ke fleaker glass yang sudah dilengkapi pompa vakum
e. Mengambil contoh sample air sebanyak 100 ml kemudian disaring menggunakan pompa vacum.
f. Mengovenkan sample sedimen yang telah disaring dengan suhu 1030C selama 1 jam
g. Menimbang berat sedimen kering oven dengan mengurangkan berat sedimen dengan berat kertas saring
8. Analisis Sedimentasi
a. Menghitung konsentrasi sedimen melayang dengan Persamaan (4) b. Menghitung debit sedimen melayang dengan Persamaan (6) 9. Hubungan sedimentasi terhadap debit sungai
a. Membuat grafik hubungan debit sungai (Q) dengan debit sedimen melayang (Qs)
b. Membuat grafik hubungan debit sungai(Q) dengan curah hujan
Parameter Penelitian 1. Debit Sungai
Konsentrasi sedimen melayang dihitung dengan menggunakan Persamaan (4)
3. Debit Sedimen Melayang
Debit sedimen melayang dapat dihitung dengan Persamaan (6) 4. Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Sungai
Sub DAS (DAS Padang) adalah Sub DAS yang mengalir melalui Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV kebun Pabatu Kab. Serdang Bedagai Propinsi Sumatera Utara, secara geografis terletak 30 12” 20’ s/d 30 16” 50’ LU dan 990 7” 30’ BT dengan luas 734 ha. Di Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV kebun Pabatu memiliki 7 (tujuh) Afdeling. 1 (satu) diantaranya yaitu pada Afdeling 2 (dua) merupakan titik outlet tempat pengambilan sample air. Pada tempat pengambilan sample air di bangun sekat ukur Cipoletty untuk menentukan debit sungai.
Tabel 3.Debit sungai rata-rata bulan Maret-Agustus 2015
Bulan Debit rata-rata perbulan (liter/det)
Maret 44,69
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa nilai tertinggi debit sungai rata-rata bulan Maret-Agustus 2015 sebesar 61,09 liter/detik terjadi pada bulan Agustus dan yang terendah sebesar 38,14 liter/detik pada bulan Juni.Hal ini sesuai dengan curah hujan rata-rata pada bulan Juni lebih kecil dibandingkan curah hujan rata-rata pada bulan Agustus (Lampiran 6).
Dari Tabel 3 juga dapat dilihat bahwa debit sungai dari bulan ke bulan mengalami fluktuasi naik turun, hal ini sesuai dengan fluktuasi rata-rata curah hujan setiap bulannya (Lampiran 6 dan Lampiran 7). Keadaan ini sesuai dengan Arsyad (2006) yang mengatakan Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian akan turun kembali setelah hujan selesai.
Konsentrasi Sedimen Melayang
curah hujan dan besarnya debit sungai (Lampiran 7) dari Tabel 4 dapat dilihat pada tanggal 2 Agustus 2015 terjadi peningkatan debit sedimen yang diakibatkan oleh curah hujan dan keadaan tanah yang jenuh akibat hujan yang terjadi pada hari-hari sebelumnya (Lampiran 7). Oleh sebab itu, tanah tidak mampu lagi menampung air sehingga terjadi limpasan air ke sungai dan sedimen yang terbawa oleh aliran sungai semakin tinggi karena adanya erosi dan pengikisan dinding-dinding sungai oleh air, namun pada tanggal 19 Agustus 2015 tidak terjadi peningkatan debit sedimen karena curah hujan yang rendah (Lampiran 7), sehingga konsentrasi sedimen yang dihasilkan lebih rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Boangmanalu (2012) bahwa erosi dan sedimentasi diakibatkan oleh pergerakan air (daerah dengan curah hujan tinggi). Lebih banyak air yang mengalir di permukaan tanah maka lebih banyak tanah yang terkikis dan terangkut banjir yang dilanjutkan terus ke sungai untuk akhirnya diendapkan.
Besarnya konsentrasi dan debit sedimen melayang dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Konsentrasi dan Debit Sedimen Melayang
14 0.1342 901 10.4492 12/05/2015
Dari Tabel 4 juga dapat dilihat antara debit sungai dengan debit sedimentasi tidak menunjukan hubungan yang linier karena berbagai faktor seperti intensitas hujan..
Intensitas hujan yang tinggi dan dalam waktu yang singkat kemungkinan dapat memperbesar sedimentasi karenatetesan air hujan merupakan media utama pelepasan partikel tanah. Pada saat butiran air hujan mengenai permukaan tanah partikel tanah dapat terlepas dan terbawa oleh aliran air ke sungai sehingga sedimentasi yang dihasilkan besar walaupun debit aliran sungai kecil. Seperti pada Tabel 4 dapat dilihat pada tanggal 2 Agustus 2015 dengan debit aliran yang lebih kecil yaitu 0.1561 m3/det ternyata menghasilkan konsentrasi sedimen melayang yang lebih besar yaitu 9685 mg/l dibandingkan dengan debit aliran pada tanggal 3 Juli 2015 sebesar 3.4143 hanya menghasilkan konsentrasi sedimen melayang sebesar 585 mg/l. Hal ini sesuai dengan pernyataan Boangmanalu (2012) bahwa erosi dan sedimentasi yang diakibatkan oleh pergerakan air (daerah dengan curah hujan tinggi) meliputi beberapa proses. Terutama meliputi proses pelepasan, penghanyutan/pengangkutan dan pengendapan daripada partikel-partikel tanah yang terjadi akibat tumbukan percikan air hujan dan aliran permukaan
Debit Sedimen Melayang
Besarnya debit sedimen melayang memiliki hubungan dengan parameter-parameter lainnya, antara lain debit aliran sungai dan konsentrasi sedimen melayang. Pada umumnya semakin besar debit aliran sungai dan konsentrasi sedimen melayang maka semakin besar debit sedimen melayang. Hal ini sesuai dengan pernyataan Erlanda (2012) bahwa semakin besar debit airyang terjadi maka debit sedimen yang dihasilkan akan semakin besar. Debit sedimen melayang dapat dilihat pada Tabel 4.
dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi sedimen melayang dan debit sungai pada waktu tertentu. Hal ini sesuai dengan pernyataan Erlanda (2012) yang mengatakan bahwa Korelasi antara debit sedimen dan debit air menunjukkan bahwa semakin besar debit air yang terjadi maka debit sedimen yang dihasilkan akan semakin besar.
Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang
Salah satu faktor yang sangat berpengaruh terhadap besarnya debit sungai dan sedimentasi yaitu curah hujan, dimana semakin besar curah hujan yang terjadi dalam satu waktu akan memperbesar debit aliran sungai dan memperbesar terjadinya erosi sehingga sedimen yang terbawa oleh aliran air akan semakin besar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Asdak (2007) bahwasecara umum, terjadinya erosi ditentukan oleh faktor-faktor iklim (terutama intensitas hujan), topografi, karakteristik tanah, vegetasi penutup tanah, dan tata guna lahan. Lokasi penelitian sub DAS Bahilang (DAS Padang) merupakan sungai utama dan berada pada bagian hilir sungai dimana aliran dari anak sungai akan bermuara ke sungai utama, apabila terjadi hujan pada bagian hulu sungai maka air akan mengalir ke bagian hilir sehingga debit aliran air akan meningkat begitupula sedimentasi yang terbawa oleh aliran air akan semakin besar.
Dari penelitian yang sudah dilakukan pada sub DAS Bahilang (DAS Padang)atau merupakan Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV kebun Pabatu Kabupaten Serdang Bedagai Propinsi Sumatera Utara, dapat dilihat hubungan antara debit sungai (Q) dengan curah hujan secara grafik pada Gambar 3.
maka semkain tinggi debit sungai yang terjadi. Jadi dapat disimpulkan bahwa besarnya curah hujan berbanding lurus dengan besarnya debit sungai. Hal ini sesuai dengan pernyataan Arsyad (2006) bahwa debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian akan turun kembali setelah hujan selesai.
Gambar 3. Hubungan debit sungai dengan curah hujan
Semakin besar debit suatu sungai akan menyebabkan meningkatnya jumlah sedimen akibat terjadinya erosi. Namun menurut Soemarto (1993 dalam Barutu 2010) mengatakan bahwa penumpukan sedimen dalam jumlah besar di dasar sungai umumnya menyebabkan debit sungai akan menurun dan permukaan tebing sungai yang tidak rata (bergelombang) membuat debit sungai tetap konstan. Dari penelitian yang sudah dilakukan pada sub DAS Bahilang (DAS Padang)atau merupakan Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV kebun Pabatu Kab. Serdang Bedagai Propinsi Sumatera Utara, dapat dilihat hubungan antara debit sedimen(Qs) dengan debit sungai (Q) secara grafik pada Gambar 4.
-100
Gambar 4.Hubungan antara debit sedimen melayang dengan debit sungai
Berdasarkan Gambar 4 diperoleh persamaan Qs=158.13Q1.4748dan diperoleh koefisien diterminasi (R2) sebesar 0.835 yang artinyasumbangan pengaruh debit sungai sebesar 83.5% terhadap besarnya debit sedimen dimana meningkatnya debit aliran sungai akan meningkatkan debit sedimen, sehingga persamaan Qs=158.13Q1.4748dapat digunakan untuk menduga besarnya debit sedimen tanpa harus melakukan analisa sample air dengan hanya mengetahui besarnya debit sungai (Q). Hal ini sesuai dengan pernyataan Muinah(2011) bahwa Semakin besar nilai R2, maka semakin besar variasi variabel dependen yang dapat dijelaskan oleh variasi variabel–variabel independen. Sebaliknya jika R2 kecil, maka akan semakin kecil variasi variabel dependen yang dapat di jelaskan oleh variabel independen.
Dari Gambar 4 diperoleh kesimpulan bahwa semakin besar debit sungai maka debit sedimen melayang juga akan semakin tinggi dan sebaliknya semakin kecil debit sungai maka debit sedimen melayang yang dihasilkan akan semakin kecil. Hal ini sesuai dengan pernyataan Barutu (2010) bahwa semakin besar volume aliran debit, jumlah sedimen yang tersuspensi dalam aliran debit sungai tersebut menjadi semakin besar.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Debit sungai pada musim kemarau akan menurun karna intensitas hujan yang terjadi lebih sedikit sehingga debit sedimen yang terangkut oleh aliran air akan semakin kecil .
2. Konsentrasi sedimen dan debit sungai di sub DAS Bahilang (DAS Padang) sangat dipengaruhi oleh faktor curah hujan.
3. Debit sungai rata-rata bulan Maret-Agustus 2015 yang tertinggi sebesar 61,09 liter/detik pada bulan Agustus dan yang terendah sebesar 38,14 liter/detik pada bulan Juni.
4. Nilai konsentrasi sedimen yang paling tinggi terdapat pada tanggal 02 Agustus 2015yaitu 9685 mg/l dan yang paling rendah terdapat pada tanggal 19 Agustus 2015 sebesar 55 mg/l.
5. Nilai debit sedimen tertinggi yaitu 561,219 ton/hari dan yang paling rendah yaitu 0.1808 ton/hari.Hal ini dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi sedimen melayang dan debit sungai pada waktu tertentu.
analisa sample air dengan hanya mengetahui besarnya debit sungai (Q) karna diperoleh koefisien diterminasi (R2) sebesar 0.835 yang artinya hubungan antara debit sedimen dengan debit sungai positif sangat kuat.
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada musim penghujan untuk mengetahui perbandingan antara konsentrasi sedimen dan debit aliran sungai pada musim kemarau dan pada musim penghujan.
2. Perlu dilakukan penelitian dengan pengambilan sample air pada setiap ketinggian muka air sungai untuk mendapatkan nilai korelasi antara debit sungai dan sedimentasi yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Adinegara, S., 2005. Volume Angkutan Sedimen Dipengaruhi Oleh Kecepatan Aliran Kajian Laboratorium. Diakses dari
[Diakses pada 27 Februari 2015].
http://oc.its.ac.id
Arsyad S., 1989. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor. Arsyad S., 2006. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press, Bogor.
Asdak C., 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. UGM Press, Yogyakarta.
Asdak C., 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Barutu H., 2010.Kajian Debit Aliran Sungai Dan Sedimen Melayang Serta Arahan Penggunaan Lahan Pada Tiga Outlet Sub Das Di Kawasan Hulu Das Padang. Diakses dari
[Diakses pada 27 Februari 2015]
http//repository.usu.ac.id
Boangmanalu A. O., 2012. Kajian Laju Angkutan Sedimen. Diakses dari http//repository.usu.ac.id[Diakses pada 27 Februari 2015]
Elisa. 2011. Pengukuran dan Perkiraan Debit Sungai. Diakses dari
Erlanda. 2012. Kajian Sedimentasi Pada Sumber Air Baku Pdam Kota Pontianak. Diakses dari http://jurnal.untan.ac.id[Diakses pada 09 september 2015].
Hakim H. A., M. Y. Nyakpa., A. M. Lubis., S. G. Nugroho., M. R. Saul., M. A. Diha., G. B. Hong., H. H. Bailey., 1986. Dasar–Dasar Ilmu Tanah. Lampung Press, Lampung.
Hardjoamidjojo S dan Sukandi, S., 2008. Teknik Pengawetan Tanah dan Air. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Kodoatie R. J dan Sugiyanto, 2002. Banjir. Pustaka Pelajar, Yogyakarta. Limantara, L. M., 2010.Hidrologi Praktis.Penerbit Lubuk Agung, Bandung.
Maryono A,. 2005. Eko-hidraulika Pembangunan Sungai. Edisi Kedua. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Maulana, R. A , Kemala, S. L dan Posma M ., 2014. Uji Korelasi Antara Debit Aliran Sungai dan Konsentrasi Sedimen Melayangpada Muara Sub DAS Padang di Kota Tebing Tinggi. Diakses dari pada 27 Februari 2015].
Mawardi E., 2007. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi. ALFABETA, Bandung. Muinah. 2011. Analisis Pengaruh Tingkat Pendapatan dan Tingkat Pendidikan
Masyarakat Terhadap Permintaan Produk Asuransi Jiwa Bersama Bumiputra 1912 Kantor Wilayah Medan. Diakses dari http//repository.usu.ac.id[Diakses pada 9 September 2015].
Mulyanto H. R., 2008. Efek Konservasi dari Sistem SABO Untuk Pengendalian Sedimentasi Waduk. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Ronggodigdo S., 2011. Kajian Sedimentasi Serta Hubungannya Terhadap Pendangkalan Di Muara Sungai Belawan. Diakses dari http//repository.usu.ac.id[Diakses pada 27 Februari 2015].
Sosrodarsono, Suryono dan Kensaku.2006.Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Penerbit ANDI, Yogyakarta.
Lampiran 1.FlowchartPenelitian
Mulai
Ditentukan Lokasi Penelitian
Dikumpulkan Data
Data Primer:
Data Sekunder:
Dianalisis Data
Dihitung Debit Sedimen(Qs=K.C.Q)
Dikaji hubungan sedimentasi dengan debit aliran sungai
Dibuat Kesimpulan
Selesai Sample
sedimen
Tinggi muka air sungai Debit Sungai
Kode
Cs = Konsentrasi Sedimen (mg/l)
G2= Berat sedimen dan kertas filter dalam kondisi kering (mg) G1= Berat kertas filter (mg) dan
Dimana : Qs = 0,0864 x Cs x Q
Qs = debit sedimen (ton/hari) Cs = konsentrasi sedimen(mg/Liter) Q = debit sungai (m3/dt)
H(cm) L(cm) Q sesaat (l/det) Qharian(l/d) Waktu Tanggal 10.43 197 123.4257 73.758622 16:19:52 08/11/2015 10.43 197 123.4257 69.682018 17:32:03 06/12/2015 10.43 197 123.4257 67.108876 22:49:02 08/09/2015
10.13 197 118.139 104.68878 1:02:03 5/22/15
Lampiran 7. Debit Rata-Rata Harian dan Curah Hujan Harian
Bulan Curah Hujan Rata-rata (mm/hari)
Maret 22.96
April 23.74
Mei 31.16
Juni 22.64
Juli 32.70
Tanggal Debit rata rata (l/det)
Curah hujan harian (mm/hari) 06/03/2015 33.95216088
07/03/2015 33.61488725 41
08/03/2015 34.68481316 10
09/03/2015 33.59315654
10/03/2015 31.13795533 50
11/03/2015 214.9321694 306
12/03/2015 62.15570362
19/03/2015 33.93773772 5
20/03/2015 32.25010876
21/03/2015 35.71666748 49
22/03/2015 33.80465418 10
23/03/2015 32.0930454
24/03/2015 30.97593311 6
25/03/2015 34.44868652 6
26/03/2015 63.95632329 108
27/03/2015 42.13997458 30
28/03/2015 36.43780932
29/03/2015 35.81844216 10
30/03/2015 33.94239846 31/03/2015 33.8168572
01/04/2015 41.51555161 55
02/04/2015 36.43048751 03/04/2015 35.55520973 04/04/2015 32.87514788
05/04/2015 128.283504 235
06/04/2015 61.61665793
07/04/2015 48.93202561 67
08/04/2015 43.51684763 09/04/2015 39.42314396
10/04/2015 40.49588451 12
11/04/2015 36.36397773 12/04/2015 35.62644423
13/04/2015 47.59210467 67
17/04/2015 36.97318689 83
18/04/2015 39.63880649 11
19/04/2015 37.9264946 36
20/04/2015 35.62652248
21/04/2015 33.80709478 9
22/04/2015 32.87270728
23/04/2015 62.39522095 86
24/04/2015 41.19227717
25/04/2015 36.28298081 15
26/04/2015 43.5151321 33
27/04/2015 39.88220058 9
28/04/2015 35.91665467
29/04/2015 33.79977297 18
30/04/2015 34.01056776 01/05/2015 33.58827534 02/05/2015 31.73648167
03/05/2015 31.18509302 2
04/05/2015 30.98071144 7
05/05/2015 31.45600902 28
06/05/2015 32.87270728
07/05/2015 30.75721654 1
08/05/2015 30.69068213
09/05/2015 30.49107888 2
10/05/2015 36.20635491 57
11/05/2015 38.39995352 26
12/05/2015 87.26471031 230
13/05/2015 51.73376205 18
14/05/2015 39.2732749 5
15/05/2015 37.09426765
16/05/2015 45.86678646 18
17/05/2015 42.62793272
18/05/2015 37.77930904 25
19/05/2015 34.37515615 20/05/2015 32.80139453
21/05/2015 32.30944888 166
22/05/2015 104.6887786 37
23/05/2015 44.45989148 5
24/05/2015 39.59156215 80
25/05/2015 43.38263683 63
26/05/2015 41.8083562 24
27/05/2015 118.788722 137
28/05/2015 57.26331957 35
31/05/2015 40.2513211 01/06/2015 44.63979666 02/06/2015 42.05835818 03/06/2015 37.61030974 04/06/2015 31.69436352
05/06/2015 30.42479327 7
06/06/2015 30.21998658 18
07/06/2015 107.3778367 177
08/06/2015 47.69952902
09/06/2015 38.15100073 36
10/06/2015 35.18888359
11/06/2015 33.60780016 45
12/06/2015 69.6820184 202
13/06/2015 51.24997026 173
14/06/2015 71.8109915 8
15/06/2015 43.76077745 26
16/06/2015 41.57507575 10
17/06/2015 37.4630344
03/07/2015 285.120337 667
04/07/2015 64.83524946 05/07/2015 48.42167857 06/07/2015 43.63976517
07/07/2015 40.61428896 14
08/07/2015 37.993482 9
09/07/2015 34.80791383
10/07/2015 34.3014028 18
13/07/2015 37.60917531 90
14/07/2015 31.30382687 3
15/07/2015 30.35801004 16/07/2015 30.70023879
17/07/2015 30.16318512 5
18/07/2015 28.02930544
19/07/2015 28.63767186 5
20/07/2015 32.41685628 83
21/07/2015 28.79448899 22/07/2015 27.49873057 23/07/2015 27.49873057
24/07/2015 27.10122452 20
25/07/2015 27.23457677 17
26/07/2015 26.76996949 3
27/07/2015 26.50496546
28/07/2015 24.65539395 23
29/07/2015 24.53380532
30/07/2015 27.56894931 31
31/07/2015 23.99557229 26
01/08/2015 192.214661 2
02/08/2015 83.65977685 284
03/08/2015 63.09234493 137
04/08/2015 43.70896354 50
05/08/2015 34.23497126 06/08/2015 37.14734109
07/08/2015 92.51599011 84
08/08/2015 67.10887558 130
09/08/2015 90.72745151 172
10/08/2015 73.75862212
11/08/2015 54.20394981 77
12/08/2015 42.19309504 13/08/2015 206.1111544
14/08/2015 58.51737034 129
15/08/2015 44.69733829
16/08/2015 37.91736629 25
17/08/2015 42.35724903 3
18/08/2015 37.24177435 54
19/08/2015 39.97807982 8
20/08/2015 36.82037316 73
21/08/2015 71.63533179 77
22/08/2015 57.72351611 75
23/08/2015 41.55438384 24/08/2015 38.21474205
26/08/2015 47.75113263 15 27/08/2015 47.43137822
28/08/2015 44.91291931 29/08/2015 44.34709579
30/08/2015 44.62780296 7
Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian
Global Water Loger
Alat Penampung Sample Air Dengan Berbagai Ketinggian
Kertas Saring 934-AH
Pengovenan Kertas Saring Dengan Suhu 1030C
Proses Penyaringan Sample Dengan Pompa Vacumm
Gelas Fleaker Dengan Kertas Sedimen
Pengovenan sample sedimen Suhu 1030C
