BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Analisis Curah Hujan

Data curah hujan yang terekam pada alat di SPAS Cikadu diolah menjadi data kejadian hujan harian sebagai jumlah akumulasi curah hujan harian dengan satuan mm/hari. Data curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 14 sedangkan fluktuasi curah hujan harian dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Grafik curah hujan harian tanggal 17 januari 2011- 14 maret 2011.

Jumlah total curah hujan selama bulan Januari hingga Maret 2011 sebesar 617 mm. Curah hujan bulanan tertinggi di daerah tangkapan air SPAS sebesar 456 mm pada bulan Februari dan terendah 44 mm pada bulan Maret. Kejadian hujan tertinggi terjadi pada tanggal 6 Februari 2011 dengan curah hujan 49 mm.

Berdasarkan data curah hujan di SPAS Cikadu diketahui terjadi curah hujan yang cukup besar lima hari berturut-turut, yaitu pada tanggal 4 Februari hingga 8 Februari 2011. Total curah hujan kelima hari tersebut sebesar 187 mm atau hampir 30 % dari total curah hujan dari rentang waktu Januari hingga Maret 2011. Berikut ini merupakan grafik curah hujan yang terjadi selama lima tersebut pada Gambar 6.

0 10 20 30 40 50 60

17-Jan-11 19-Jan-11 21-Jan-11 23-Jan-11 25-Jan-11 27-Jan-11 29-Jan-11 31-Jan-11 2-Feb-11 4-Feb-11 6-Feb-11 8-Feb-11 10-Feb-11 12-Feb-11 14-Feb-11 16-Feb-11 18-Feb-11 20-Feb-11 22-Feb-11 24-Feb-11 26-Feb-11 28-Feb-11 2-Mar-11 4-Mar-11 6-Mar-11 8-Mar-11 10-Mar-11 12-Mar-11

mm/hari

Gambar 6 Grafik curah hujan tanggal 4 Februari -8 Februari 2011.

Hasil pengolahan data curah hujan menunjukkan frekuensi besarnya curah hujan yang kurang dari 10 mm/hari terjadi sebanyak 36 dengan peluang kejadian sebesar 63, 15 %, sedangkan untuk curah hujan dalam selang 20 sampai < 30 mm/hari memiliki peluang terkecil yakni sebesar 0,05 %. Tabel 6 menggambarkan analisis peluang kejadian hujan di Sub-sub DAS Cikadu.

Tabel 6 Analisis peluang Kejadian hujan di Sub-sub DAS Cikadu Curah Hujan

(mm)

Frekuensi Peluang

%

< 10 36 0,6315 63,15

10 - < 30 12 0,2105 21,05

≥ 30 9 0,1578 15,78

Berdasarkan keadaan di lapangan curah hujan yang besar jarang terjadi, hal ini seperti terlihat pada Gambar 7. Curah hujan besar berbanding terbalik dengan kemungkinan kejadiannya, yang semakin kecil atau jarang dan begitupun sebaliknya semakin kecil curah hujan kemungkinan kejadiannya akan lebih besar.

Gambar 7 Grafik probabilitas curah hujan di Sub-sub DAS Cikadu.

Curah hujan tahunan di wilayah Sub DAS Cisangkuy sendiri berkisar antara 1900-2500 mm/tahun dengan rata-rata jumlah bulan kering adalah empat

0 10 20 30 40 50 60

4-Feb-11 5-Feb-11 6-Feb-11 7-Feb-11 8-Feb-11

mm/hari

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ch (mm)

Probabilitas (%)

bulan (Juni-September), dua bulan lembab (Mei dan Oktober) dan enam bulan basah (Januari-April dan November-Desember). (BPDAS Citarum-Ciliwung 2009). Gambar 8 menunjukkan fluktuasi curah hujan tahunan.

Gambar 8 Curah hujan wilayah tahunan dan bulanan Sub DAS Cisangkuy (BPDAS Citarum Ciliwung 2009).

5.2 Analisis Debit Aliran

Debit Aliran diperoleh dari data pengolahan tinggi muka air (TMA) yang

di dapatkan dari AWLR. Data TMA yang didapatkan sudah dalam bentuk angka

yang terekam setiap lima belas menit dengan satuan (m). Data yang digunakan

dalam analisa debit harian ini adalah TMA selama 57 hari (Bulan Januari-Maret

2011). Untuk mengetahui debit aliran dari TMA dibantu dengan menggunakan

persamaan regresi yang didapat dari rating curve. Data lapangan yang digunakan

sebagai input rating curve adalah TMA dan debit Aliran pada tanggal 18

November 2011 - 27 Januari 2012. Data lapangan ini diperlukan sebagai data

kalibrasi. Pengukuran kecepatan aliran sungai dilakukan pada saat tinggi muka air

pada kondisi yang sama, menggunakan floating method yaitu pengukuran

menggunakan bola terapung (benda yang tidak tenggelam dalam air) dan mencatat

lamanya waktu benda tersebut berjalan sepanjang titik pengamatan.

Dalam pengukuran ini, kecepatan aliran sungai menggunakan faktor koreksi untuk berbagai tipe saluran penampang sungai dengan menggunakan kekasaran Manning. Berikut hasil observasi lapang pada Tabel 7 mengenai data pengukuran tinggi muka air dan debit aliran lapangan yang dilakukan pada saat hujan dan saat tidak terjadi hujan agar mendapatkan nilai tinggi muka air yang berbeda-beda. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 8.

Tabel 7 Hasil pengukuran debit lapangan menggunakan koefisien kekasaran manning

Tanggal

Hujan Waktu Hujan Jarak waktu (average) TMA A V Q

(m) (s) (m) (m2) (m/s) (m3/s)

18-Nov-11 3 2.13 0.14 0.14 2.93 0.31

18-Nov-11 3 1.93 0.16 0.16 3.70 0.45

18-Nov-11 16.39-17.00 3 1.77 0.24 0.24 6.07 1.34

20-Nov-11 3 1.70 0.26 0.26 6.84 1.65

20-Nov-11 14.08-15.11 3 1.43 0.24 0.24 7.48 1.34

30-Dec-11 3 1.33 0.12 0.12 4.02 0.21

31-Dec-11 07.41-09.01 3 1.70 0.25 0.25 6.57 1.49

01-Jan- 12 11.56-14.34 3 1.17 0.60 0.60 22.98 12.57

27-Jan- 12 05.44-07.46 3 1.80 0.12 0.12 2.98 0.21

Gambar 9 Rating Curve Sub-sub DAS Cikadu.

Rating curve digunakan untuk mengetahui hubungan antara tinggi muka air dan debit aliran dimana dalam persamaan regresi terdapat model matematis dengan data yang digunakan dapat menunjukkan besarnya nilai R

²

sebagai koefisien determinasi yang menunjukkan seberapa besar kesalahan dalam

y = 50.82x^2.578 R² = 0.998

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Debit Aliran (m3/s)

Tinggi Muka Air (m)

memprediksi besarnya y (debit) dapat direduksi dengan menggunakan informasi yang dimiliki oleh variable x (tinggi muka air).

Hasil analisis antara debit dengan TMA di Sub-sub DAS Cikadu diperoleh persamaan regresi sebagai berikut:

Y = 50,82X

^2,578

………...(27)

Keterangan:

Y = Debit Aliran (m

³

/detik) X = Tinggi Muka Air (m)

Dari persamaan regresi ini diperoleh R

²

(koefisien determinasi) sebesar 0.9 yang menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang kuat antara TMA dengan debit, dan data TMA dapat menerangkan besarnya debit aliran (Q), dari persamaan regresi tersebut dapat dijadikan sebagai rumusan dalam menentukan debit aliran di Sub-sub Das cikadu

Persamaan (27) digunakan untuk menghitung debit aliran harian dengan menggunakan data tinggi muka air bacaan alat yang tersimpan dalam logger.

Gambar 10 menunjukkan fluktuasi hubungan antara curah hujan (mm) dengan debit aliran yang satuannya dikonversi dari m

³

/detik menjadi mm yang terdapat pada Lampiran 15.

Gambar 10 Grafik hubungan curah hujan dengan debit aliran pada tanggal 17 Januari - 14 Maret 2011.

Hasil yang diperoleh dari debit aliran di SPAS Cikadu yaitu besarnya debit aliran total sebesar 254.06 mm dengan debit aliran terbesar pada bulan Februari

0 20 40 60 80 100 0

20 40 60

17-Jan-11 19-Jan-11 21-Jan-11 23-Jan-11 25-Jan-11 27-Jan-11 29-Jan-11 31-Jan-11 2-Feb-11 4-Feb-11 6-Feb-11 8-Feb-11 10-Feb-11 12-Feb-11 14-Feb-11 16-Feb-11 18-Feb-11 20-Feb-11 22-Feb-11 24-Feb-11 26-Feb-11 28-Feb-11 2-Mar-11 4-Mar-11 6-Mar-11 8-Mar-11 10-Mar-11 12-Mar-11 14-Mar-11 Curah Hujan (mm)

Debit (Q) (mm)

Waktu (hari)

Curah Hujan Debit (Q)

sebesar 155.7 mm/bulan dengan curah hujan sebesar 456 mm/bulan sedangkan yang terkecil terjadi pada bulan Maret sebesar 31.75 mm/bulan dengan curah hujan 44 mm/bulan. Debit aliran yang terjadi berdasarkan rata-rata bulanan sebesar 84.68 mm/bulan dan rata-rata debit aliran harian sebesar 2,69 mm/hari.

Hubungan curah hujan dan besarnya debit aliran pada Gambar 10 memperlihatkan fluktuasi debit aliran dipengaruhi oleh besarnya curah hujan yang terjadi. Hal ini dapat terlihat dari kecenderungan ketika curah hujan naik maka debit aliran akan mengikuti kenaikannya, sedangkan ketika curah hujan turun maka debit aliran juga cenderung turun.

5.3 Analisis Hidrograf

Analisis hidrograf dapat menjelaskan respon debit harian dengan curah hujan melalui hubungan curah hujan dan debit aliran, besarnya respon tersebut dapat menunjukkan nilai koefisien limpasan (c) yang merupakan perbandingan (nisbah) antara besarnya limpasan terhadap besar curah hujan yang terjadi. Nilai perbandingan tersebut diantara 0 – 1.

Data yang digunakan sebagai contoh adalah debit aliran pada tanggal 18

Januari, 6 Februari, dan 3 Maret 2011. Hasil dari hidrograf pada tanggal 18

Januari menunjukkan bahwa debit puncak terjadi pada menit ke 225 atau pada jam

11.00 WIB sebesar 1.577 m

³

/s dengan curah hujan 4 mm, disini terlihat debit

aliran lambat merespon namun debit puncak dipengaruhi oleh curah hujan 45

menit sebelumnya yakni sebesar 12 mm. Hal ini mungkin disebabkan tanah pada

saat hujan tinggi masih mampu menyerap air dengan baik (Gambar 11). Contoh

perhitungan hidrograf dapat dilihat pada Lampiran 10.

Ganbar 11 Hidrograf Satuan Tanggal 18 Januari 2011 di Sub-sub DAS Cikadu.

Pada tanggal 6 Februari 2011, debit puncak terjadi pada menit ke-120 yakni pada jam 12.45 WIB dengan debit aliran sebesar 2.961 m

³

/s hal ini disebabakan pada hari itu memiliki curah hujan tertinggi sebesar 21 mm, kejadian ini menunjukkan bahwa debit aliran pada tanggal tersebut memiliki respon yang cepat terhadap hujan, seperti terlihat pada Gambar 11 dan perhitungan pada Tabel 8. Sedangkan debit puncak yang terjadi pada hidrograf tanggal 3 Maret 2011 terjadi pada menit ke-165 pada jam 17.00 WIB sebesar 2.916 m3/s yang tidak disertai hujan, hal ini terjadi ketika hujan turun di daerah hulu daerah tangkapan air SPAS dan tidak tertangkap oleh alat penakar hujan, namun tetap mempengaruhi debit aliran di SPAS (Gambar 12).

Gambar 12 Hidrograf satuan tanggal 6 Februari 2011 di Sub-sub DAS Cikadu.

-1 3 7 11 15 19 23 27 0

0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8

7:15 7:45 8:30 8:45 9:45 10:15 11:00 11:45 12:30

Curah hujan (mm)

(m3/detik)

waktu (jam)

Curah Hujan Debit (Q) Base Flow

0 10 20 30 40 50 0

2 4 6

10:45:00 12:15:00 13:30:00 15:15:00

Curah hujan (mm)

(m3/detik)

waktu (jam)

Curah Hujan debit (Q) Base Flow

Gambar 13 Hidrograf Satuan tanggal 3 maret 2011 di Sub-sub DAS Cikadu.

Hidrograf satuan juga digunakan sebagai acuan untuk menentukkan nilai koefisien run-off yakni besarnya limpasan yang terjadi dari seluruh total kejadian hujan di Sub-sub DAS Cikadu, dengan cara membandingkan tebal debit aliran (mm) dengan tebal curah hujan (mm). Nilai ini akan dijadikan inisiasi pada proses optimasi Tank Model. Analisis hidrograf dibuat sebanyak tiga kejadian hujan, berdasarkan hasil analisis hidrograf satuan rata-rata besarnya koefisien limpasan sebesar 0.37 (37%). Nilai ini menunjukkan bahwa sebanyak 37% dari total hujan yang masuk ke DTA akan menjadi direct run-off atau limpasan langsung.

Tabel 8 Perhitungan hidrograf di Sub-sub DAS Cikadu Tanggal

CH (mm)

Q (m3/s)

BF (m3/s)

DRO (m3/s)

VDRO (m3)

Tebal DRO(mm)

1/18/2011 33 5.17 1.206 3.964 74919.6 7.593

2/06/2011 49 8.382 1.505 6.877 111407.400 11.292

3/03/2011 5 12.51524 7.03 5.485 69125.979 7.006

5.4 Aplikasi Tank Model

Model ini tersusun atas empat reservoir vertical, dimana bagian atas mempresentasikan surface reservoir, dibawahnya intermediate reservoir, kemudian sub-base reservoir dan paling bawah base reservoir. Dalam konsep Tank Model ini menurut Setiawan (2003) air dapat mengisi reservoir dibawahnya, dan bisa terjadi sebaliknya bila evaporasi sedemikian berpengaruh.

0 2 4 6 8 10 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

14.15 14:30 15:45 16:00 16.15 16:30 16:45 17:00 17:30 17:45

curha hujan (mm)

(m3/detik)

waktu (jam)

Curah Hujan debit (Q) Base Flow

Data masukan untuk model ini berupa curah hujan, debit aliran, dan data evapotranspirasi yang semuanya bersatuan mm/hari. Data-data tersebut digunakan untuk menentukkan parameter-parameter tank Model dan menghasilkan keluaran berupa surface flow, intermediate flow, sub-base flow, dan base flow. Analisis Tank model dapat digunakan untuk mengetahui distribusi air dan karakteristik sirkulasi air, sehingga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi hidrologi suatu DAS.

5.4.1 Analisis Data Input Tank Model

Data evapotranspirasi (ETP) akan digunakan sebagai salah satu masukan pada input Tank Model dengan satuan mm/hari, pada penelitian ini metode Penman-Montheit dipilih sebagai metode untuk menentukan besarnya evapotranspirasi pada lokasi penelitian. Curah Hujan dijadikan data input untuk menjalankan metode ini serta dengan melengkapi keterangan posisi SPAS dalam lintang dan bujur serta elevasinya (contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 12).

Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode Penman-Montheit ini diketahui bahwa total evapotranspirasi pada tanggal 17 Januari -14 Maret 2011 sebesar 267,98 mm dengan rata-rata evapotranspirasi harian sebesar 4,7 mm/hari.

Data ini kemudian akan dijadikan data input pada proses inisiasi Tank Model.

Selain data evapotranspirasi, data input Tank Model berupa data curah hujan dan data debit aliran dari daerah tangkapan air Sub-sub DAS Cikadu yang dimulai pada tanggal 17 januari sampai 14 maret 2011. Hasil rekapitulasi dari analisis data input Tank Model disajikan pada Tabel 9.

Tabel 9 Rekapitulasi data input Tank Model

No Data Jumlah Total (mm) Rata-rata (mm/hari)

1 Curah Hujan 625 11

2 Debit Aliran Sungai 245,06 4,3

3 Evapotranspirasi 267,98 ^4,7

5.4.2 Hasil Verifikasi dan Optimasi Tank Model

proses verifikasi dan optimasi Tank Model menghasilkan nilai parameter

(Tank Model Parameter), Indikator keandalan (Tank model Performance),

Keseimbangan Air (Water Balance), persamaan regresi (Regretion), total aliran

air (Water Flow), dan keseimbangan tinggi muka air di tangki (Water Level).

Hasil keluaran ini akan di analisis untuk mendapatkan keakuratan/kelayakan model dalam mempresentasikan keadaan di lapangan.

Berdasarkan keseimbangan neraca air, parameter Tank Model secara keseluruhan memiliki dua belas parameter, curah hujan sebagai masukan sistem hidrologi, diproses menjadi aliran sebagai keluarannya. Keseimbangan neraca air menjelaskan bahwa aliran total merupakan penjumlahan aliran dari lubang outlet horizontal setiap tangki. Menurut Setiawan (2003) lubang outlet horizontal mencerminkan aliran air yang terdiri dari surface flow (Ya

2

), sub-surface flow (Ya

1

), intermediate flow (Yc

1

), dan Base Flow (Yd

1

). Aliran ini hanya terjadi bila tinggi air pada masing-masing tangki melebihi tinggi lubangnya (Ha

1

, Ha

2

, Hb

1

, dan Hc

1

). Aliran air disetiap lubang outlet dipengaruhi pula oleh karakteristik lubang itu sendiri, masing-masing yaitu A

₀

, A

₁

, B

₀

, B

₁

, C

₀

, C

₁

, dan D

₁

yang selanjutnya disebut sebagai parameter Tank Model yang akan ditentukan.

Tabel 10 Dua belas parameter hasil optimasi Tank Model di Sub-sub DAS Cikadu

No Parameter Tank Model Hasil Optimasi

1 a0 (infiltration coefficients surface flow) 0,69295 2 a1(runoff coefficients sub-surface flow) 0,23480 3 a2(run0ff coefficients surface flow) 0,31006 4 Ha1(storage parameter sub-surface flow) 14,3748

5 Ha2(storage parameter surface flow) 41,4024

6 b0(infiltration coefficients intermediate flow) 0,11499 8 Hb1(storage parameter intermediate flow) 14,5428 9 c0(infiltration coefficients sub-base flow) 0,50390 10 c1(Runoff coefficients sub-base flow) 0,09265 11 Hc1(storage parameter sub-base flow) 20,7421

12 d1(Runoff coefficients base flow) 0,00164

Parameter-parameter Tank Model dapat di kelompokkan menjadi tiga jenis yakni :

1. Koefisien runoff masing-masing tangki (A,B,C,D) yang menunjukkan besarnya laju aliran, a1 = 0.23480, a2 = 0,31006, b1 = 0,03038, c1 = 0,09265, dan d1 = 0,00164. Laju aliran terbesar terjadi pada tangki pertama.

2. Koefisien determinasi masing-masing tangki (A,B,C) yang menunjukkan

besarnya laju infiltrasi, a0 = 0,69295, b0 = 0,11499, c0 = 0,50390.

Parameter menunjukkan infiltrasi terbesar terjadi pada lubang outlet tangki pertama.

3. Parameter penyimpanan, menunjukkan tinggi lubang outlet horizontal pada masing-masing tangki, Ha1 = 14,3748, Ha2 = 41,4024, Hb1 = 14,5428, dan Hc1 = 20,7421. Tinggi lubang outlet horizontal terbesar terjadi pada tangki pertama.

Keandalan Tank Model dalam menduga kondisi sebenarnya di lapangan dapat dilihat pada Tabel indikator kebenaran dan kesalahan dari keandalan Tank Model (Tabel 11), indikator kebenaran dilihat dari nilai korelasi (R) sebesar 0,86 yang dapat dikatakan dapat mempresentasikan kondisi lapang dengan baik antara observasi dan kalkulasi.

Tabel 11 Indikator keandalan Tank Model di Sub-sub DAS Cikadu Parameter Optimasi Nilai Parameter Optimasi

R (Coefficient of Correlation) 0,86

R

²

(Determination) 0,75

5.4.3 Komponen hasil optimasi Tank Model Tabel 12 Komponen Tank Model hasil optimasi

Komponen Satuan Nilai Persen

Keseimbangan air

Inflow R (mm) 636,9

Outflow Observation (mm) 218,94

Outflow Calculation (mm) 215,07

ETP Calculation (mm) 211,384

Stored (mm) 209,60

Tinggi Muka Air

Tank A (Ha) (mm) 4,487

Tank B (Hb) (mm) 5,218

Tank C (Hc) (mm) 1,045

Tank D (Hd) (mm) 800,29

Total Aliran

Surface flow (mm) 71,98 33,47

Intermediate flow (mm) 58,55 27,22

Sub-base flow (mm) 2,05 0,95

Base flow (mm) 82,47 38,36

Keluaran Tank Model menghasilkan komponen optimasi berupa keseimbangan air, tinggi muka air, dan total aliran. Komponen Tank Model hasil optimasi disajikan pada Tabel 12. Berdasarkan hasil optimasi Tank Model total aliran air di Sub-sub DAS Cikadu didominasi oleh aliran pada surface flow (tangki A) dan Base flow (tangki D) masing-masing sebesar 33,47 % dan 38,34

%. Hal ini menunjukkan bahwa curah hujan lebih berpengaruh terhadap pergerakan air di tangki A dibanding pada lapisan kedua (intermediate flow) dan ketiga (Sub-base flow). Komponen keseimbangan air memperlihatkan besarnya inflow R, outflow observasi maupun kalkulasi, kalkulasi evapotranspirasi dan perubahan kadar air (Stored). Gambar 14 memperlihatkan grafik hasil observasi presipitasi, evapotranspirasi, dan debit aliran.

Gambar 14 Grafik Fluktuasi data curah hujan, debit aliran, dan evapotranspirasi.

Berdasarkan hasil optimasi menunjukkan bahwa kalkulasi stored (simpanan air) di Sub-sub DAS Cikadu pada rentang waktu Januari hingga Maret 2011 menunjukkan nilai yang positif hal ini mengindikasikan pada Sub-sub DAS Cikadu mengalami surplus air sebesar 209,60 mm sebagai Stored (cadangan air tanah).

Berdasarkan hasil optimasi Tank Model dari data pada tanggal 17 Januari - 14 Maret 2011 diperoleh total aliran yang mengalir atau terdistribusi di surface flow, intermediate flow, sub-base flow, dan base flow , dengan masing-masing nilai sebesar 71,98 mm, 58,55 mm, 2,05 mm, dan 82,47 mm. Total Aliran hasil optimasi sebesar 215,05 mm dan total aliran yang mengalir ke sungai terbesar dari

0 20 40 60 80 100 120 0

10 20 30 40 50 60 70

Curah hujan (mm)

(mm)

Curah Hujan Evapotranspirasi debit (Q)

bagian base flow, hal ini menunjukkan bahwa kapasitas infiltrasi cukup tinggi. Air dapat meresap ke dalam tanah terlebih dahulu sebelum menjadi aliran debit yang masuk kesungai. Hasil optimasi Tank Model menunjukkan tinggi air pada masing – masing tangki berbeda. Gambar tinggi air pada masing – masing tangki dapat dilihat pada Gambar 15.

Tinggi air di tangki A sangat dipengaruhi oleh hujan, peningkatan dan penurunan curah hujan akan berpengaruh cepat terhadap tinggi air di Tangki A selain itu masih terjadi evapotranspirasi yang menyebabkan nilai minus pada tangki A, pada Tangki B ada sedikit pengurangan respon tinggi air terhadap hujan dan evaporasi masih terjadi, sedangkan air di Tangki C masih dipengaruhi oleh curah hujan, namun respon tinggi air tidak secepat respon pada tangki A dan tangki B serta sudah tidak terlihat adanya evapotranspirasi, dan tinggi air di tangki D mengalami keadaan yang konstan pada awal bulan Januari dan mengalami peningkatan yang lambat pada akhir bulan Februari menuju Maret.

Gambar 15 Tinggi air pada masing-masing tangki (A,B,C,D) tanggal 17 Januari - 14 Maret 2011.

0

40

80

120 -2

3 8 13

1 11 21 31 41 51

rainfall(mm day-1) surface flow(mm day-1)

waktu (hari) Level_tankA rainfall

0

40

80

120 -2

98 198 298 398

1 11 21 31 41 51

rainfall(mm day-1)

intermediate flow(mm day-1)

Waktu (hari) Level_tankB rainfall

0

40

80

120 0

30 60 90

1 11 21 31 41 51

rainfall(mm day-1) sub-base flow(mm day-1)

waktu (hari) Level_tankC rainfall

0

40

80

120 0

1000 2000 3000

1 11 21 31 41 51 rainfall(mm day-1) base flow(mm day-1)

waktu (hari) Level_tankD rainfall

Berdasarkan hasil optimasi Tank Model di Sub-sub DAS Cikadu pada tanggal 6 Februari 2011 terjadi curah hujan yang paling tinggi sebesar 49 mm/hari, dengan Qobserved (lapangan) sebesar 25,535 mm/hari dan evapotranspirasi sebesar 3,78 mm/hari sebagai data masukan menghasilkan keluaran berupa Qcalculated (prediksi hasil model) sebesar 18,24 mm/hari, surface flow sebesar 14,065 mm, intermediate flow 2,822 mm, sub-base flow 0 mm, dan base flow sebesar 1,352 mm, dengan ketinggian air pada masing-masing tangki adalah Tank A = 4,487 mm, Tank B = 5,218 mm, Tank C = 1,045 mm, dan Tank D = 800,29 mm.

5.5 Analisis Hubungan Laju Sedimen dengan Debit Aliran

Pendugaan laju sedimentasi di Sub-sub DAS Cikadu dilakukan dengan menggunakan persamaan regresi hubungan antara debit aliran dilapangan dengan laju sedimentasi dilapangan pada tanggal 18 November 2011 – 27 januari 2012.

Berdasarkan hubungan antara debit aliran dengan laju sedimentasi dilapangan didapatkan persamaan sebagai berikut (perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 9):

Qs(ton/hari) = 0,981 Q(m

³

/s)

^1,897

...(28) Berdasarkan persamaan regresi hubungan antara debit aliran dengan laju sedimentasi memiliki koefisien determinasi (R

²

) sebesar 0,704. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan antara debit aliran dengan laju sedimentasi memiliki korelasi yang cukup kuat, dimana besarnya laju sedimentasi (Qs) dapat diterangkan oleh debit aliran (Q). Grafik persamaan regresi hubungan antara debit aliran dengan laju sedimentasi dapat dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16 Grafik hubungan debit aliran (Q) dengan sedimentasi (Qs).

y = 0.981x^1.897 R² = 0.704

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Laju Sedimen (Qs) (ton/hari)

Debit Aliran (Q) (m3/s)

Berdasarkan analisis hubungan antara laju sedimen dan debit aliran yang diduga melalui model persamaan regresi. Peningkatan debit diikuti dengan peningkatan laju sedimen. Laju sedimen harian tertinggi terjadi pada tanggal 5 dan 6 Februari 2011 sebesar 7,47 ton/hari dengan debit aliran yang sama sebesar 25,53 mm/hari.

Pada curah hujan tertinggi tanggal 6 Februari yaitu sebesar 49 mm/hari menyebabkan laju sedimen sebesar 7,47 ton/hari. Kejadian tersebut menggambarkan bahwa peningkatan curah hujan disertai peningkatan laju sedimen. Total laju sedimen bulan Januari sampai Maret 2011 adalah sebesar 37,4 ton/tahun atau setara dengan 3,1 mm/tahun (Data laju sedimen harian dapat dilihat pada Lampiran 16).

5.6 Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen Sungai

Nisbah pelepasan endapan (NPE) merupakan nisbah antara besarnya laju sedimentasi yang sampai ke sungai dengan besarnya erosi yang terjadi di DAS (Arsyad 2006). Berdasarkan persamaan 24 didapatkan besarnya nilai NPE sebesar 0,28 yang berarti bahwa 28% erosi yang terjadi akan menjadi sedimen disungai, nilai NPE yang mendekati 1 menunjukkan besarnya erosi yang menjadi sedimen akan semakin besar. Besarnya total erosi berasarkan metode NPE didapatkan sebesar 0,44 ton/ha/tahun atau setara dengan kehilangan tanah setebal 0,036 mm/tahun.

5.7 Analisis Laju Sedimen dengan Model MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation)

Data debit yang telah dikalkulasi dalam Tank Model menghasikan data

aliran pada setiap tangki diantaranya surface flow dan base flow, data tersebut

menjadi data dasar dalam perhitungan laju sedimen lateral dan base flow pada

persamaan (25) yang merupakan model persamaan MUSLE (Modification of

Universal Soil Loss Equation). Pada model ini, faktor yang digunakan sebagai

pemicu terjadinya erosi adalah faktor limpasan permukaan bukan faktor energi

hujan, sehingga MUSLE tidak memerlukan faktor nisbah pelepasan endapan

(NPE) (Neitsch, Arnold, Kiniry, dan William 2005). Faktor limpasan permukaan

mewakili energi yang digunakan untuk melepaskan dan mengangkut sedimen.

Total hasil analisis laju sedimen di Sub-sub DAS Cikadu dengan perhitungan laju sedimen aliran lateral dan base flow sebesar 42,10 ton/tahun atau setara dengan kehilangan tanah sedalam1,29 mm/tahun. Berdasarkan SK Menteri Kehutanan No. 52/Kpts-II/2001 tentang Penyelengaraan Pengelolaan DAS, besarnya laju sedimen di bawah 2 mm/tahun termasuk dalam kategori baik (Tabel 13) .

Tabel 13 Kategori kinerja DAS berdasarkan laju sedimen

No Laju sedimen (mm/tahun) Kategori Kelas

1 < 2 Baik

2 2-5 Sedang

3 > 5 Buruk

Sumber: SK Menteri Kehutanan No. 52/Kpts-II/2001

5.8 Analisis Hubungan Laju Sedimen Observasi dengan Laju Sedimen Kalkulasi Model MUSLE (Modification of Universal Soil Loss Equation) Analisis hubungan antara laju sedimen observasi dengan laju sedimen model MUSLE menunjukkan korelasi yang kuat dengan dengan nilai R

²

= 0,757.

Hal ini membuktikan model MUSLE dapat menduga laju sedimen dengan baik.

Persamaan regresi laju sedimen observasi dengan laju sedimen kalkulasi model MUSLE adalah sebagai berikut

Qs Obs = 0.013QsMUSLE – 0.031... (29) Grafik hubungan laju sedimen regresi dengan laju sedimen kalkulasi model MUSLE disajikan pada Gambar 17.

Gambar 17 Grafik hubungan laju sedimen Observasi(Qs Obs) dengan laju sedimen kalkulasi model MUSLE (Qs MUSLE).

y = 0.013x - 0.031 R² = 0.757

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 100 200 300 400 500 600

La ju S e d im e n O b se rv a si (Q sO b s) ( to n /h a ri )

Laju Sedimen MUSLE (QsMUSLE) (ton/hari)