KONTRIBUSI CHECK DAM DI SUNGAI KEDUANG
DALAM MENAHAN SEDIMEN YANGMASUK
KE WADUK WONOGIRI
TESIS
Disusun Oleh:
ABDUL MAHMUD
S941302010
Telah disetujui oleh Tim Pembimbing
Tim Pembimbing:
Jabatan Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing I
Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng.
NIP. 19510710 198103 1 003
... ...Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S
NIP. 19480422 198503 2 001
... ...Mengetahui,
commit to user
iii
DALAM MENAHAN SEDIMEN YANG MASUK
KE WADUK WONOGIRI
TESIS
Oleh
ABDUL MAHMUD
S941302010
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Tesis Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta
pada hari Rabu, tanggal 06 Mei 20151 Januari 2011
Dewan Penguji:
Jabatan Nama Tanda Tangan
Ketua Dr. Niken Silmi Surjandari, ST., MT NIP. 19690903 199702 2 001
...
Sekretaris Dr. Eng. Syafi’i, M.T. NIP. 196706021997021001
...
Penguji I Dr. Ir. Mamok Suprapto, M. Eng NIP. 195107101981031003
...
Penguji II Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS NIP. 19480422 198503 2 001
...
Mengetahui:
Direktur Program Ketua Program Studi
Pascasarjana Magister Teknik Sipil
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
N a m a : Abdul Mahmud
NIM : S941302010
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul:
KONTRIBUSI CHECK DAM DI SUNGAI KEDUANG DALAM MENAHAN SEDIMEN YANG MASUK
KE WADUK WONOGIRI
adalah betul-betul karya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya, tertulis dalam tesis
tersebut, diberi tandacitasidan ditunjukkan dalam Daftar Pustaka.
Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya
peroleh dari gelar tersebut.
Surakarta, Mei 2015
Yang membuat pernyataan
commit to user
v UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan mengucap syukur Alhamdulillah, akhirnya penulis dapat
menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis dengan judul Kontribusi Check Dam
Di Sungai Keduangdalam Menahan Sedimen Yang Masuk Ke Waduk
Wonogiridapat terselesaikan berkat bantuan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Direktur Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Balai Pengembangan Sumber Daya Manusia Wilayah II Semarang,
Kementerian Pekerjaan Umun dan Perumahan Rakyat yang telah
memberikan beasiswa pendidikan kepada penulis.
4. Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng. Ketua Program Studi Magister Teknik
Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku Pembimbing Utama
Tesis.
5. Dr. Eng Syafi’I, MT. Sekretaris Program Studi Magister Teknik Sipil
Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku Dosen Penguji yang
memberikan pemahaman serta saran dalam penyempurnaan penyusunan
tesis.
6. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, selaku Dosen Pembimbing Akademik dan selaku
Dosen Pembimbing Pendamping.
7. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST., MT.,selaku Dosen Penguji yang
memberikan pemahaman dan saran dalam penyempurnaan penyusunan
tesis.
8. Segenap Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas
Sebelas Maret Surakarta yang telah mau berbagi ilmu dan pengalaman
melalui perkuliahan.
9. Teman-teman Mahasiswa Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas
menjadi kakak dan sahabat bagi penulis. Kalian adalah keluargaku selama
di Solo.
10. Bapak, Ibu dan Keluarga di Klaten yang begitu sabar dan ikhlas dalam
membantu kelancaran serta kesuksesan kuliah.
11. Istriku Sri handayani dan anakku Amanda Insyira Azzahraatas
pengorbanan, kerelaan, serta ketabahan sehingga penulis mampu
menyelesaikan studi lanjut ini.
12. Mas Januar dan mas Agus yang tak mengenal lelah dalam melayani dan
membantu proses perkuliahan.
13. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini
namun tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Tidak ada yang bisa
penulis berikan sebagai imbalan, hanya do’a semoga Tuhan memberi
balasan.
Atas bantuan yang telah bapak dan ibu berikan semoga mendapat balasan
yang setimpal dati Allah SWT, Amin.
Surakarta, Mei 2015
Penulis
commit to user
vii
Abdul Mahmud, 2015.Kontribusi Check Dam Di Sungai Keduang dalam Menahan
Sedimen Yang Masuk Ke Waduk Wonogiri. Pembimbing I: Dr. Ir. Mamok Suprapto, M. Eng. Pembimbing II:Prof. Dr. Ir. Sobriyah. Tesis Magister Teknik Sipil, Minat Utama Teknik Rehabilitasi dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Tutupan lahan di DAS Keduang kurang dari 10 persen. Kondisi ini menyebabkan erosi permukaan lahan yang cukup tinggi. Hasil erosi terbawa masuk ke Waduk Wonogiri. Untuk mengurangi laju sedimentasi di Waduk Wonogiri, maka telah dibangun sejumlah check dam di Sungai Keduang.Check dam yang telah dibangun di Sungai Keduang hingga saat ini ada sejumlah 21 buah. Namun laju sedimen yang masuk ke waduk Wonogiri masih tetap tinggi.Dengan demikian menarik untuk dilakukan kajian mengenai kapasitas check dam yang sudah ada dalam hal menahan laju sedimen.Penelitian ini bertujuan mengetahui laju erosi, laju sedimen dan sedimen yang mengendap di check dam.
Metode penelitian yang dilaksanakan adalah: mengumpulkan data primer dan sekunder untuk mendapatkan nilai pembentuk erosi yaitu erosivitas hujan (R), Erodibilitas tanah (K), Panjang dan kemiringan lereng (LS), Pengelolaan tanaman (C), dan Konservasi tanah (P), analisis laju erosi lahan di DAS Keduang berdasar peta tata guna lahan, Jenis tanah dan peta kontur dengan metode Universal Soil Loss Equation (USLE),analisis laju sedimentasi yang masuk ke sungai Keduang dengan menghitung besarnya nisbah pengiriman sedimen atau Sediment Delivery
Ratio (SDR).DigunakanGrafik Brune (1953) untuk dapat menghitung volume
sedimen yang dapat mengendap pada masing-masing check dam, sehingga dapat membandingkan kapasitas dari sisa tampungan check dam yang ada dengan volume sedimen yang mengendap atau dapat tertahan dicheck dam.
Kata Kunci:Check Dam, Erosi, Sedimentasi.
Abdul Mahmud, 2015. Check Dam Contribution in Keduang River to Hold
Sediment transport to Wonogiri Dam. Supervisor I: Dr. Ir. Mamok Suprapto, M. Eng. Supervisor II: Prof. Dr. Ir. Sobriyah. Thesis of Civil Engineering, Majoring on Rehabilitation technique and Civil Building Maintenance,Postgraduate Program, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRACT
The blockage area in DAS Keduang is less than 10 percent which causes high erosion on the area surface and this erosion flows to Wonogiri Dam. To decrease the flow of sedimentation in Wonogiri Dam, some check dams were built in Keduang River and there are 21 of them. However the sedimentation flow to Wonogiri dam is still high. Thus, the study of the check dam capacity to decrease sedimentation flow is preferable. This study is to discover the erosion flow, sedimentation flow and sedimentation which settle at check dam.
The method used are; collecting primary and secondary data to obtain the value of erosion formation that is rain erosivity (R), soil erodibility (K), the length and tilt of slope (LS), crop management (C), and soil conservation (P); analyzing erosion flow in DAS Keduang based on map of land use, type of soul and contour map using Universal Soil Loss Equation (USLE) method; and analyzing sedimentation flow that comes to Keduang river by calculating the height of Sediment Delivery Ration (SDR). To measure the sedimentation volume that settled in each check dam, Brune Graphic (1953) is used, so the comparison between capacity of check dam residual catchment and sedimentation volume that settled or is restrained in check dam.
The result of the analysis shows that erosion flow is 4,199,270 ton yearly or 1,947,971 m³ yearly. The erosion danger level in DAS Keduang is 5.133 mm yearly and it is categorized as medium. The erosion danger index using Tolerable Soil Loss Model is 5.763 and it is categorized as high. The sedimentation which settled in check dam is 187,221 m³ yearly and the capacity of residual catchment of 21 check dam in Keduang River is 168,196 m³, then the sedimentation that cannot be accommodated by check dam is 19,013 m³ yearly and it flows to Wonogiri dam. Therefore, the existence of check dams along Keduang River give a great contribution to block or decrease the sedimentation. Then, it is important to have routine maintenance for check dam catchment condition by using an alternative treatment such as; technical treatment by dredging and flusing the sediment regularly which is categorized as physical correction of short term that can be applied into check dam and cooperating with private business such as sand miners because by maximizing the miners activities along the river, the volume of sedimentation in check dam is decreased.
commit to user
ix KATA PENGANTAR
Alhamdulilah segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT penulis
panjatkan dengan berkah, kemurahan, dan pertolongannya, penulis dapat
menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu persyaratan akademik untuk
menyelesaikan Program Pasca Sarjana pada bidang keahlian Teknik Rehabilitasi
dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Secara garis besar tesis dengan judul Kontribusi Check Dam Di Sungai
Keduang dalam Menahan Sedimen Yang Masuk Ke Waduk Wonogiri, merupakan
penelitian sedimentasi pada sungai keduang yang belum tertangani dengan baik,
serta cara untuk mengurangi jumlah volume sedimen yang masuk ke Waduk
Wonogiri.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang
membangun dari semua pihak.
Akhir kata semoga tesis ini dapat bermanfaat dalam memberikan
sumbangan pengetahuan bagi pembaca.
Surakarta, Mei 2015
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN xv
DAFTAR LAMPIRAN xvi
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 4
2.1. Tinjauan Pustaka 4
2.1.1 Laju Erosi 4
2.1.2 Laju Sedimentasi 5
2.1.3 Bangunan Pengendali Sedimen (Check Dam) 7
2.1.4 Sedimenyang Mengendap diCheck Dam 9
2.1.5 Ringkasan Telaah Pustaka 9
2.2. Landasan Teori 11
2.2.1. Laju Erosi 11
2.2.2. Laju Sedimentasi 21
2.2.3. Bangunan Pengendali Sedimen (Check Dam) 23
2.2.4. Sedimen yang Mengendap diCheck Dam 25
commit to user
3.4. Laju Erosi Sub DAS Keduang 31
3.4.1 Uji Kepanggahan 32
3.4.2 AnalisisErosivitasHujan (R) 32
3.4.3 AnalisisErodibilitasTanah (K) 32
3.4.4 Analisis Kemiringan dan Panjang lereng (LS) 33
3.4.5 Analisis Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Praktek Konservasi Tanah (P) 33
3.5. Laju Sedimen Sub DAS Keduang 33
3.6. Sedimen yang Mengendap DiCheck DamSungaiKeduang 33
3.7. Alternatif Penanganan Sedimen Yang Mengendap di Check Dam 34
3.8. Bagan Alir Penelitian 35
BAB 4.HASIL DAN PEMBAHASAN 36
4.1. Data Teknis 36
4.2. Laju Erosi Sub DAS Keduang 38
4.2.1 Data Hujan 38
4.2.2 Erosivitas Hujan (R) 40
4.2.3 Erodibilitas Tanah (K) 42
4.2.4 Kemiringan dan Panjang Lereng (LS) 46
4.2.5 Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Praktek Konservasi Tanah (P) 49
4.2.6 Perhitungan Erosi Dengan MetodeUSLE 51
4.3. Laju SedimenSub DAS Keduang 56
4.4. Sedimen yang Mengendap DiCheck DamSungai Keduang 60
4.4.1 Hujan Rata-rata Tahunan 60
4.4.2 Kapasitas Sisa TampungCheck Dam 65
4.4.3 Sedimen yang Mengendap DiCheck Dam 67
4.4.4 Analisis Kapasitas Tampung Masing-masingCheck Dam 70
4.5 Alternatif Penangan Sedimentasi Yang Mengendap DiCheck Dam 77
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 99
5.1. Kesimpulan 99
5.2. Saran 99
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Ringkasan Telaah Pustaka 10
Tabel 2.2. Nilai Kritik Q dan R 15
Tabel 2.3. Nilai Faktor C (Pengelolaan Tanaman) 17
Tabel 2.4. Nilai Faktor P Untuk Berbagai Tindakan Konservasi Lahan 18
Tabel 2.5. Klasifikasi Tingkat Bahaya Erosi Tanah 19
Tabel 2.6. Pedoman Penetapan Nilai TSL untuk Tanah-tanah di Indonesia 20
Tabel 2.7. Kelas Permeabilitas Tanah 20
Tabel 2.8. Klasifikasi Indeks Bahaya Erosi 20
Tabel 2.9. Faktor Pertimbangan Dalam Penggunaan Metode 26
Tabel 2.10. Analisa Satuan Pekerjaan (dalam 1 m³) 28
Tabel 3.1. Parameter dan Variabel 30
Tabel 4.1. Data DAS Keduang 36
Tabel 4.2. Data Tahunan DAS Keduang (mm) 38
Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Data Curah Hujan 39
Tabel 4.4. Erosivitas Bulanan Rata-rata Jatisrono DAS Keduang 40
Tabel 4.5. Erosivitas Tahunan Rata-rata Tertimbang DAS Keduang 41
Tabel 4.6. Jenis Tanah di DAS Keduang 42
Tabel 4.7. Titik Pengambilan Sampel TanahDAS Keduang 43
Tabel 4.8. Hasil Analisis Fisika Tanah 44
Tabel 4.9. Nilai Faktor Erodibilitas Tanah DAS Keduang 45
Tabel 4.10. Nilai Faktor Erodibilitas Tanah Rata-rata Tertimbang DAS Keduang 46
Tabel 4.11. Kemiringan Lahan Dan Prosentase Luas DAS Keduang 47
Tabel 4.12. Nilai LS Rata-rata Tertimbang DAS Keduang 49
Tabel 4.13. Pengunaan Lahan DAS Keduang 50
Tabel 4.14. Nilai C dan P Pada DAS Keduang 50
Tabel 4.15. Erosi Lahan di DAS Keduang Dengan MetodeUSLE 52
commit to user
xiii Tabel 4.20. Nilai Potensi Sedimen Pada masing-masing DAS 58
Tabel 4.21. Nilai Potensi Sedimen per Luas DAS TiapCheck Dam 59
Tabel 4.22. Sedimentasi pada DAS Keduang Pada Periode Tertentu 60
Tabel 4.23. Data Hujan Maksimum Tahunan DAS Keduang (mm) 62
Tabel 4.24. Nilai Koefisien Thiessen (Ct) 64
Tabel 4.25. Hujan Maksimum Tahunan DAS Keduang (mm) 65
Tabel 4.26. Perhitungan Volume Tampungan Check Dam Gedong 66
Tabel 4.27. Rekap Perhitungan Kapasitas Tampungan Check Dam Dalam m³ 67
Tabel 4.28. Perhitungan Potensi Sedimen Dari ton/th Menjadi m³/th 68
Tabel 4.29. Perhitungan Sedimen yang Tertinggal diCheck Dam 69
Tabel 4.30. Rekap Perhitungan Kapasitas TampungCheck Dam 76
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 RangkaianCheck Dam 24
Gambar 2.2 Zona Sedimentasi (Raja Ahmed Bilal, 2012) 25
Gambar 2.3 Grafik Brune (1953) 27
Gambar 3.1. Peta Lokasi Penelitian Sub DAS Keduang 29
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian 35
Gambar 4.1. Check Dam Gedong 37
Gambar 4.2. Check Dam Pingkuk 37
Gambar 4.3 Peta Erosivitas Hujan 41
Gambar 4.4 Peta Jenis Tanah di Sub DAS Keduang 42
Gambar 4.5 Peta Titik Pengambilan Sampel Tanah di DAS Keduang 44
Gambar 4.6 Hasil Overlay Peta Grid dan Peta Kontur 46
Gambar 4.7 Penomoran Peta Grid 47
Gambar 4.8 Peta Tataguna Lahan Sub DAS Keduang 51
Gambar 4.9 Lokasi Stasiun Hujan DAS Keduang 61
Gambar 4.10 Poligon Thiessen Sub DAS Keduang 63
Gambar 4.11 Grafik Brune (1953) 68
Gambar 4.12 Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Guno 1 82
Gambar 4.13 Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Pengkol 83
Gambar 4.14 Kondisi check dam Dawungan 85
Gambar 4.15 Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Pesido 87
Gambar 4.16 Kondisi check dam Mojopuro 88
Gambar 4.17 Akses Ke Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Sempukerep 89
Gambar 4.18 Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Sembukan 91
Gambar 4.19 Lokasi Penambangan Pasir di Check Dam Ceper 93
commit to user
xv
′ = Luas DAS (Km²)
CP = Faktor tanaman penutup lahan dan manajemen tanaman DAYS = Jumlah hari hujan rata-rata per tahun (hari)
Dy = Deviasi standar E = Erosi total
E’ = Energi hujan (KJ/ha-mm)
EA = Banyaknya tanah tererosi per satuan luas per satuan waktu = Interaksi energi dengan intensitas maksimum 30 menit EI30 = Faktor erosivitas hujan rata-rata tahunan
K = Faktor erodibilitas tanah K = Erodibilitasi tanah L = Panjang lereng (m)
LS = Faktor panjang kemiringan lereng (length of slope factor)
M = Persentase ukuran partikel(% debu + pasir sangat halus) x (100 - % liat)
MAXP = Curah hujan maksimum rata-rata dalam 24 jam per bulan untuk kurun waktu satu tahun (cm)
n = Jumlah data
n’ = Jumlah kejadian hujan dalam kurun waktu satu tahun (musim hujan) OM = Persen unsur organik
= Permeabilitas tanah
R = Faktor erosivitas hujan dan aliran permukaan R’ = Erosivitas hujan rata-rata tahunan (KJ/ha/tahun) RAIN = Curah hujan rata-rata tahunan (cm)
S = Kemiringan lereng actual (%) S’ = Kode klasifikasi struktur tanah
SDR = Sediment Delivery Ratio
Ws = Luas daerah tangkapan air Y = Hasil sedimen per satuan luas Y’ = Data hujan rerata ,i
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A.1 - DokumentasiCheck Dam LA
LAMPIRAN A.2 - Data Hujan LA
LAMPIRAN B.1- Uji Kepangahan LB
LAMPIRAN B.2 - Erosivitas Tahunan LB
LAMPIRAN B.3 - Faktor Kemiringan dan Panjang Lereng (LS) LB
LAMPIRAN B.4 - Perhitungan Laju Erosi LB
LAMPIRAN C.1 - Perhitungan Hujan Tahunan Rata-rata LC
