Page 117
LAJU INFILTRASI DAN RUNOFF KELURAHAN RANGGA MEKAR,
KECAMATAN BOGOR SELATAN, KOTA BOGOR
INFILTRATION RATE AND RUNOFF RANGGA MEKAR VILLAGE,
SUB-DISTRICT BOGOR SELATAN, BOGOR CITY
Aditya Priyo Utomo
1a1 Teknik Geologi, Fakultas Sain dan Teknologi, Universitas Prisma, Manado, Indonesia aEmail korespondensi: [email protected]
Sari. Perubahan tataguna lahan untuk pembangunan area perumahan memerlukan studi awal mengenai kondisi fisik daerah yang akan dikembangkan, antara lain studi infiltrasi dan air limpasan. Studi ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar laju limpasan dan kemampuan infiltrasi lahan pada area tersebut. Pada Kelurahan Rangga Mekar yang akan dibangun area perumahan, dilakukan uji infiltrasi menggunakan infiltrometer cincin ganda dengan acuan SNI: 7752:2012 dan analisis debit limpasan. Hasilnya menunjukan bahwa pada Kelurahan Rangga Mekar memiliki kemampuan infiltrasi sedang cepat – cepat, sedangkan nilai debit limpasan tergolong rendah yakni 0.0050mm3/jam – 0.2mm3/jam.
Abstract. Land use changes for the construction of residential areas require preliminary
studies on the physical condition of the area to be developed, including studies of infiltration and water runoff. This study aims to determine how much the level of runoff and the ability of land infiltration in the area. In Rangga Mekar Village, housing will be built, infiltration test is carried out using a double ring infiltrometer with reference to SNI: 7752: 2012 and runoff discharge analysis. The results showed that the Rangga Mekar Village had moderate-fast infiltration capability, while the runoff discharge value was relatively low at 0.0050mm3/hour - 0.2mm3/hour.
Sejarah Artikel : Diterima 16 Februari 2020 Revisi 13 April 2020 Disetujui 21 Juni 2020 Terbit Online 25 Agustus 2020 Kata Kunci : Runoff Infiltrasi Tataguna lahan Rangga Mekar Keywords : Runoff, Infiltrasi, Tataguna lahan, Rangga Mekar,
Page 118
PENDAHULUAN
Bertambahnya jumlah penduduk berdampak terhadap meningkatnya kebutuhan tempat tinggal bagi masyarakat, guna memenuhi kebutuhan tempat tinggal tersebut, Kelurahan Rangga Mekar, Kecamatan Bogor Selatan direncanakan akan dibangun lahan pemukiman. Pembangunan lahan pemukiman berdampak terhadap perubahan tataguna lahan dari lahan tak terbangun menjadi lahan terbangun (kedap air) yang cukup signifikan. Lahan-lahan yang dulunya merupakan lahan tidur yang mempunyai fungsi sebagai daerah resapan air hujan, telah berubah menjadi lahan kedap air (beton, semen).
Perubahan tataguna lahan dari lahan tak kedap air menjadi kedap air merupakan salah satu pemicu utama naiknya jumlah limpasan permukaan. Kuantitas lahan resapan menjadi sedikit karena di atas tanah yang bisa meresap air kini telah berubah menjadi bangunan permanen yang kedap air. Apabila hujan turun dengan intensitas yang cukup tinggi tentu sebagian besar air hujan akan mengalir sebagai limpasan permukaan. Guna meminimalisir besarnya air limpasan pada area pemukiman, perlu dilakukan uji resapan air tanah yaitu infiltrasi air tanahnya dan perlunya perhitungan debit puncak limpasan agar diketahui besar dan arah aliran limpasannya.
Dengan dilakukannya studi limpasan dan infiltrasi pada area yang akan dibangun menjadi lahan pemukiman, diharapkan dapat memberikan rekomendasi kepada pengembang agar dapat memanfaatkan air limpasan, selain dapat dimanfaatkan menjadi sumber recharge airtanah juga dapat mengurangi banjir pada daerah tersebut.
GEOLOGI REGIONAL
Bentang AlamSecara umum, kondisi bentang alam wilayah Kota Bogor bervariasi antara datar dan berbukit (antara 0 – 200 mdpl sampai dengan >300 mdpl). Wilayah Kota Bogor yang mempunyai ketinggian >300 mdpl sebagaian besar berada di wilayah selatan yang merupakan kaki Gunung Salak (Badan Pusat Stastistik, 2018). Perbedaan ketinggian yang relatif sedikit ini membuat Kota Bogor menjadi wilayah yang sangat cocok untuk pengembangan perkotaan dimana hal ini tercermin dari kota bogor merupakan kota yang telah dibangun sejak lama.
Wilayah penelitian yang terletak di kelurahan Rangga Mekar, berdasarkan Badan Informasi Geospasial (2020), memiliki variasi ketinggian berkisar 276 – 242m. Elevasi tinggi berada pada bagian utara daerah penelitian yang berbatasan dengan Sungai Cisadane, sedangkan daerah dengan elevasi lebih rendah berada pada bagian tengah daerah penelitian (Gambar1).
Page 119
Gambar 1. Peta topografi Kelurahan Rangga Mekar
Kondisi Geologi Kota Bogor
Berdasarkan Effendi, dkk. (1996), daerah penelitian tersusun atas Satuan Batuan Gunungapi Gunung Pangrango (Qvpo) dan Satuan Batuan Gunungapi Gunung Salak (Qvsb) yang berumur Kuarter. Satuan Batuan Gunungapi Gunung Salak terdapat pada bagian tengah hingga utara daerah penelitian dengan komposisi lahar dan lava, basal andesit dengan oligoklas – andesin, labradorit, olivin, piroksen dan hornblende (Gambar 2). Sedangkan Satuan Batuan Gunungapi Gunung Salak berada pada bagian selatan daerah penelitian dengan komposisi lahar, breksi tufaan dan lapili bersusunan andesit basalt dengan kondisi sangat lapuk.
Page 120
Endapan permukaan umumnya berupa alluvial yang tersusun oleh tanah, pasir, dan kerikil hasil pelapukan endapan, yang tentunya baik untuk vegetasi. Jenis tanah di seluruh wilayah Kota Bogor umumnya memiliki sifat agak peka terhadap erosi, yang sebagian besar mengandung tanah liat (clay), dengan tekstur tanah yang umumnya halus hingga agak kasar.
METODE PENELITIAN
Metode yang dilakukan dalam melakukan penelitian ini antara lain mempelajari kondisi geologi daerah penelitian melalui studi literatur, melakukan uji infiltrasi guna mendapatkan nilai resapan dan analisis curah hujan yang diolah untuk medapatkan besaran curah hujan pada daerah penelitian.
1. Uji Infiltrasi
Pengujian laju infiltrasi dilakukan pada 4 titik pada daerah penelitian, masing masing lokasi mewakili bagian utara, selatan, timur dan barat. Uji resapan airtanah atau infiltrasi dilakukan di daerah penelitian dengan menggunakan alat double ring infiltrometer (Gambar 3) dengan alat bantu stopwatch dan meteran menggunakan metode pengukuran langsung di lapangan.
Gambar 3. Infiltrometer cincin ganda
Tata cara pengukuran laju infiltrasi tanah dilapangan menggunkan infiltrometer cincin ganda berdasarkan acuan pada Standar Nasional Indonesia dengan No 7752:2012. Infiltrometer cincin ganda menurut SNI 7752:2012 adalah salah satu alat yang digunakan dalam penentuan laju infiltrasi dilapangan, dimana terdiri dari atas dua tabung dengan diameter yang berbeda dimana pada diameter dalam adalah 30cm dan diameter luar adalah 45cm dan dipasang sepusat sedalam +15 cm dari permukaan tanah tanpa vegetasi yang mengganggu.
Setelah terpasang, masukan air kedalam cincin dalam dan cincin luar infiltrometer. Kemudian catat posisi waktu pada saat mulai pengukuran pada t = 0, ukur perubahan tinggi muka air pada cincin dalam tiap selang waktu. Catat waktu sejak mulai pengukuran dan beda waktu antar pengukuran. Selang waktu ditentukan, umumnya tiap 1 menit pada 10 menit pertama, tiap 2 menit pada menit ke 10 sampai dengan menit ke 30, tiap 5 menit sampai dengan 10 menit pada menit ke 30 sampai dengan
Page 121
menit ke 60, selanjutnya tiap 15 menit sampai 30 menit sampai diperoleh laju yang relatif konstan. Setelah itu hitung nilai f dari data perubahan tinggi muka air tiap selang waktu pengukuran menjadi laju infiltrasi dengan persamaan:f = [∆ℎ∆𝑡]x 60 dengan:
f = laju infiltrsi (cm/jam)
∆h = perubahan tinggi muka air tiap selang waktu (cm) ∆t = selang waktu pengukuran (menit)
Setelah itu dibuat grafik antara t sebagai sumbu x dan laju infiltrasi sebagai sumbu y. Untuk mengetahui laju infiltrasinya (Tabel 1).
Tabel 1. Kelimpahan Fenokris Pada Contoh Batuan Beku (Lee, 1990)
Klasifikasi Laju Infiltrasi (mm/jam) Sangat Lambat 1 Lambat 1-5 Sedang Lambat 5-20 Sedang 20-65 Sedang Cepat 65-125 Cepat 125-250 Sangat Cepat >250
2. Analisis Data Curah Hujan
Data Curah Hujan yang digunakan adalah data curah hujan pos Empang, Kota Bogor selama 5 tahun terakhir yaitu dari Januari 2014- September 2018 (BMKG,2018), yang kemudian diolah menjadi data intensitas hujan rata- rata dan digunakan sebagai bahan pendukung faktor debit puncak air limpasan permukaan.Pengolahan data curah hujan menggunakan rumus sebagai berikut :
(1) Mencari mean: ) (n n Jumlahtahu xi X
Dimana :X = Rata-rata curah hujan maksimum (mm) Σx = Jumlah curah hujan tiap tahun
n = Jumlah Tahun n = Jumlah Tahun (2) Mencari Standart Deviasi
2 1 )
n x xi SxPage 122
Dimana:Sx : Standar Deviasi
xi : Jumlah curah hujan tiap tahun
x : Jumlah rata-rata hujan maksimum (mm)
(3) Selanjutnya hitung curah hujan harian maksimum 24 jam (mm/24jam) dengan menggunakan rumus distribusi probabilitas Gumbel, sebagai berikut :
R24 = 𝑋̅ + 𝑆𝑥𝑆𝑛 (𝑌𝑡 − 𝑌𝑛) Dimana :
R24 = Besarnya curah hujan harian maksimum 24 jam ( mm/24 jam)
X = Rata-rata curah hujan (mm) Sx = Standar Deviasi
Yn = Reduced mean, merupakan fungsi dari banyaknya data (n)
Sn = Reduced standard deviation, merupakan fungsi dari banyaknya data (n)
Yt= Reduced variabel sebagai periode ulang T tahun (mm)
Nilai Yn dan Sn menggunakan persamaan berikut :
1
/
m
n
p
p
y
ln
ln
1
/
n y Yn
2 Yn y
n Yn y Sn
2 )Dan nilai Yt berdasarkan tabel berikut (Tabel 2):
Tabel 2. Reduksi curah hujan
Sumber: Saripin, 2004
(4) hitung curah hujan periode rata-rata X Tahun, dengan menggunakan rumus Mononobe sebagai berikut:
Page 123
3 / 2 24 24 24 t R I Dimana :I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
R24 = Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam)(mm) T = Lamanya hujan (24 jam)
3. Analisis Debit Puncak Limpasan Permukaan
Setelah diperoleh data infiltrasi dan intensitas hujan, maka dapat dihitung debit puncak limpasan permukaan (runoff) berdasarkan sosrodarsono takeda dengan rumus sebagai berikut :
Dimana :
Q : Debit banjir maksimum (m3/det)
f : Koefisien pengaliran/ limpasa
r : intensitas curah hujan rata-rata selama waktu tiba dari banjir (mm/jam) A : daerah pengaliran (km2)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran Laju InfiltrasiPengukuran laju infiltrasi dilakukan pada 4 titik lokasi pengamatan pada daerah penelitian. Pengukuran laju infiltrasi menggunakan alat infiltrometer cincin ganda (double ring infiltrometer) berdasarkan SNI 7752:2012 yang dilakukan secara langsung dilapangan, yaitu dengan mengamati penurunan tinggi air pada cincin dalam dan cincin antara infiltrometer. Berdasarkan klasifikasi Lee (1990), perhitungan dan analisis daerah penelitian masuk ke dalam 2 klasifikasi yaitu cepat dan sedang cepat (Tabel 3)
Tabel 2. Klasifikasi Infiltrasi daerah Penelitian LP Fc ( mm/jam) Keterangan
LP 1 216 Cepat
LP 2 222 Cepat
Lp 3 240 Cepat
LP 4 120 Sedang Cepat
Hasil pengukuran infiltrasi menunjukan bahwa pada daerah penelitian memiliki 2 satuan infiltrasi, yaitu infitrasi cepat yang berada pada daerah utara hingga dan infiltrasi sedang yang berada pada daerah selatan (Gambar 4) frA A r f Q . . 0.277 36 1
Page 124
Gambar 4. Peta infiltrasi Kelurahan Rangga Mekar
Perhitungan Data Curah Hujan
Data curah hujan yang digunakan pada penelitian ini diambil dari Pos Hujan Empang, Kota Bogor dari kurun waktu Januari 2014 hingga September 2018. (Tabel 4). Nilai curah hujan rata-rata tertinggi adalah pada tahun 2016, dan nilai rata-rata curah hujan terendah adalah pada tahun 2018 (BMKG, 2018).
Tabel 4. Perhitungan curah hujan (BMKG, 2018)
Bulan Jumlah Curah Hujan (mm)
2014 2015 2016 2017 2018 Januari 843 354 337 194 202 Febuari 527 411 611 698 473 Maret 419 494 464 486 - April 449 279 460 217 421 Mei 388 182 241 528 113 Juni 319 56 3317 584 232 Juli 196 25 278 301 - Agustus 384 83 182 101 38 September 58 91 387 219 180 Oktober 242 175 976 492 - November 698 997 254 411 - Desember 161 453 - 190 - Jumlah Curah Hujan 4684 3600 7507 4421 1659
Page 125
Berdasarkan data curah hujan tersebut diketahui nilai rata-rata curah hujan dengan standar deviasinya sebegai berikut (Tabel 5):Tabel 5. Tabel perhitungan mean dan standar deviasi
Tahun Curah Hujan(mm) (Xi-X) (Xi-X)2 2014 4684 -309.8 95976.04 2015 3600 774.2 599385.6 2016 7507 -3132.8 9814436 2017 4421 -46.8 2190.24 2018 1659 2715.2 7372311 Jumlah 21871 17884299 Rata-rata (Mean) 4374.2 Standar Deviasi 2114.492
Setelah itu dicari nilai reduced mean dari banyaknya fungsi data (n) dengan n=5 (Yn) dan mencari nilai reduced standar deviasi dari banyaknya fungsi data (n) dengan n=5 (Sn) (Tabel 6). Nilai reduced variabel (Yt) merupakan nilai parameter Gumbel untuk periode T tahun, pada data ini yang digunakan adalah periode 5 tahun yaitu dengan nilai 1,5004.
Tabel 6. Perhitungan Yn dan Sn
Rank p=m/n+1 y=-ln ln(1/p) (y-yn)2
1 0.1666 -0.5834 1.0857 2 0.3333 -0.0941 0.3057 3 0.5000 0.3665 8.4824 4 0.6666 0.9024 0.1969 5 0.8333 1.7017 1.5452 Σ 2.4998 2.2931 11.6159 Yn = Σy/n = 2.2931/5 = 0.4586 Sn= √(Σ(y-yn)2/n) = √11.6156/5 = 1.5241
Perhitungan curah hujan harian maksimum 24 jam (mm/24jam) dengan menggunakan rumus distribusi probabilitas Gumbel, sebagai berikut :
R24 = 4374.2 + 2114.492/1.5241 (1.5004-0.4586)
= 4374.2 + 1387.3709 (1.0418) = 4374.2 + 1445.3630
Page 126
Curah hujan periode rata-rata 5 Tahun, didapatkan dengan menggunakan rumus Mononobe sebagai berikut :I = R24/24 (24/24)2/3
= 5819.563/24 (1) = 242.48 mm/jam
Perhitungan Debit Limpasan Permukaan
Setelah diperoleh nilai infiltrasi dan nilai intensitas curah hujan periode rata-rata 5 Tahun, maka dapat dihitung nilai debit limpasan air permukaannya. Nilai infiltrasi dan nilai intensitas curah hujan rata rata adalah penentu dari nilai r, yaitu nilai intensitas hujan rata-rata selama waktu tiba dari banjir, dimana ini adalah nilai curah hujan rata-rata periode 5 Tahun (I) dikurang nilai dari infiltrasi (Fc) (Tabel 7)
Tabel 7. Nilai r Ppda tiap lokasi pengamatan infiltrasi
LP I Fc r (I-Fc)
1 242.48 216 26.48
2 242.48 222 20.48
3 242.48 240 2.48
4 242.48 120 122.48
Dari prtolehan nilai r, dicari nilai koefisien aliran permukaan (f) berdasarkan tabel berikut (Tabel 8). Berdasarkan tabel daerah penelitian memiliki nilai koefisien 0.60, yaitu daerah permukiman, perumahan berkelompok bersambung.
Tabel 8. Nilai Koefisen Aliran Permukaan (f) untuk daerah urban (Schwab, dkk.,1981 dalam Arsyad, 2006)
Setelah nilai r dan f diketahui maka dilakukan perhitungan nilai debit limpasan permukaan pada tiap lokasi pengamatan dengan nilai r yang berbeda, sebagai berikut (Tabel 9)
Page 127
Tabel 9. Perhitungan Nilai Debit Limpasan Permukaan (Q)
LP 1/3.6 f r A Q
1 0.277 0.6 26.48 0.013 0.057213
2 0.277 0.6 20.48 0.013 0.044249
3 0.277 0.6 2.48 0.013 0.005358
4 0.277 0.6 122.48 0.013 0.26463
Berdasarkan perhitungan nilai debit limpasan, dapat diketahui derah penelitian memiliki arah limpasan ke arah utara menuju Sungai Cisadane (Gambar 5)
Gambar 5. Peta arah limpasan Kelurahan Rangga Mekar
KESIMPULAN
Berdasarkan pengukuran dan hasil analisis yang telah dilakukan di beberapa titik lokasi pengujian pada daerah penelitian, didapatkan hasil bahwa kelurahan Rangga Mekar memiliki nilai resapan yang baik. Daerah tersebut memiliki 2 satuan daerah resapan yaitu sedang cepat yang berada pada bagian selatan dan cepat yang berada pada bagian utara penelitian. Kelurahan Rangga Mekar memiliki nilai debit limpasan rendah, yaitu 0.2 mm3/jam untuk nilai debit limpasan tertinggi dan 0.005 mm3/jam untuk nilai
Page 128
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terimakasih saya ucapkan sebesar – besarnya kepada Adinda Noviana, Veonica Febriyani dan Hafiz Mushaddiq yang telah banyak membantu dalam pengambilan dan pengolahan data selama penelitian ini berlangsung. Serta pihak dari pengembang Perumahan Infiniti Residence Kelurahan Rangga Mekar yang telah memberikan izin melakukan penelitian pada area pengembangan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air, IPB (IPB Press). Bandung
2. Badan Informasi Geospasial. 2020. Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) dan Peta Kontur, Badan Informasi Geospasial (BIG). Bogor
3.
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. 2018. Data Curah Hujan Pos Hujan Empang dalam Kurun Waktu Januari 2014 sampai September 2018. BMKG. Jakarta4. Badan Pusat Stastistik. 2018. Kota Bogor dalam Angka. BPS Kota Bogor. Bogor.
5. Badan Pusat Stastistik. 2018. Kelurahan Bogor Selatan dalam Angka. BPS Kota Bogor. Bogor
6. Effendi, A.C., Kusnama, dan Hermanto, B., 1996. Peta Geologi Lembar Bogor, Jawa, Direktorat Geologi, Departemen Pertambangan dan Energi, Republik Indonesia. Bandung
7. Lee, R. 1990. Hidrologi Hutan. Diterjemahkan oleh Ir. Sentot. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
8. SNI 7752-2012. 2012. Tata Cara Pengukuran Laju Infiltrasi di Lapangan menggunakan Metode Cincin Ganda. BSN. Jakarta
