JTRESDA
Journal homepage: https://jtresda.ub.ac.id/
*Penulis korespendensi: deaanggara07@gmail.com
Studi Pendugaan Erosi dan Sedimentasi Menggunakan Metode USLE dan MUSLE di Waduk Krisak Kabupaten Wonogiri
Dea Anggara Putri
1*, Moh. Sholichin
2, Dian Sisinggih
31Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Jalan MT. Haryono No. 167, Malang, 65145, INDONESIA
*Korespondensi Email: deaanggara07@gmail.com
Abstract: Krisak Reservoir is an outlet of the Krisak watershed located in Wonogiri Regency. The Krisak Reservoir was built in 1943 with a planned reservoir effective life of ± 50 years. The Krisak Reservoir has been operating for 79 years, but changes in land use and high sedimentation rates have resulted in reduced water capacity and useful life of the reservoir. One of the causes of sedimentation in the Krisak Reservoir is erosion. Erosion is caused by changes in land use that tend to pay less attention to soil and water conservation, causing shorter infiltration time and larger surface runoff volume. This study aims to determine the rate of erosion, sedimentation rate, the level of erosion hazard and the criticality of land in the Krisak watershed. In this study, erosion calculations were carried out using the USLE (Universal Soil Loss Equation) and MUSLE (Modified Soil Loss Equation) methods as well as calculating the SDR so that the rate of sedimentation entering the Krisak Reservoir could be known. From the calculation results, it was found that in the USLE method the erosion rate was 57,544.21 m3/year, the SDR value was 0,292 with a sedimentation rate of 16,794.76 m3/year and the MUSLE method obtained the erosion rate equal to the sedimentation rate of 33,473.21 m3/year. So based on the results of the analysis, the level of erosion hazard in the Krisak watershed is Very Light with land conditions that lead to Critical Potential.
Keywords: Erosion, Sedimentation, USLE, MUSLE
Abstrak: Waduk Krisak merupakan outlet dari DASlKrisak yang terletak di Kabupaten Wonogiri. Waduk Krisak dibangun pada tahun 1943 dengan rencanausialefektiflwaduk ± 50 tahun. Waduk Krisak telah beroperasi selama 79 tahun, namun perubahan tata guna lahan serta tingginya laju sedimentasi mengakibatkan berkurangnya daya tampung air dan usia guna waduk. Salah satu penyebab sedimentasi di Waduk Krisak adalah adanya erosi. Erosi disebabkan oleh perubahan tata guna lahan yang cenderung kurang memperhatikan konservasi tanah dan air sehingga menyebabkan semakin singkatnya waktu infiltrasi dan volume limpasanlpermukaan yang semakinlbesar. Studi ini bertujuan untuk mengetahui lajulerosi, laju sedimentasi, tingkat bahaya erosi dan tingkat kekritisan lahan pada DAS Krisak. Dalam studi ini dilakukan perhitungan erosi menggunakan metode
125 USLE (Universal Soil Loss Equation) dan MUSLE (Modified Soil Loss Equation) serta menghitung SDR sehingga dapat diketahui besar laju sedimentasi yang masuk ke Waduk Krisak. Dari hasil perhitungan, didapatkan pada metode USLE besar laju erosi sebesar 57.544,21 m3/tahun, nilai SDR sebesar 0,292 dengan laju sedimentasi sebesar 16.794,76 m3/tahun dan metode MUSLE didapatkan besar laju erosi sama dengan laju sedimentasi sebesar 33.473,21 m3/tahun. Sehingga berdasarkan hasil analisa, tingkat bahaya erosi pada DAS Krisak adalah Sangat Ringan dengan kondisi lahan yang mengarah ke Potensial Kritis.
Kata kunci: Erosi, Sedimentasi, USLE, MUSLE
1. Pendahuluan
Waduk merupakan wadah digunakan untuk menyimpan air pada waktu kelebihan air supaya bisa dimanfaatkan sesuai dengan kebutuhan. Waduk juga disebut sebagai wadah buatan yang terbentuk akibat pembangunan bendungan [1]. Beberapa waduk di Indonesia sangat erat kaitannya dengan proseslsedimentasi yanglterangkut oleh muatan melayang dan muatan dasar. Dengan demikian, dapat mengakibatkan meningkatnya laju sedimen dan berdampak terhadap menurunnya kapasitas waduk dan usia guna waduk [2].
Waduk Krisak merupakan waduk yang sudah dikembangkan sejak zaman penjajah Belanda yang terletak di Desa Singodutan, Kecamatan Selogiri, Kabupaten Wonogiri. Waduk Krisakldibangunlpada tahunl1943 dan diperkirakan usia efektif waduk ± 50 tahun [3]. Waduk Krisak mempunyai fungsi yaitu untuk irigasi lahan pertanian yang mencakup wilayah seluas 274 hektar. Berdasarkan perencanaan pembangunan, volume tampungan Waduk Krisak dibagi menjadi 3 yaitu volume normal sebesar 3,72 juta m3, volume efektif sebesar 2,69 juta m3 dan volume minimum sebesar 1,03 juta m3. Namun kapasitas tampungan air Waduk Krisak saat ini menurun. Adapun faktor yang mempengaruhi menurunnya kapasitas tampungan air adalah sedimentasi. Besarnya erosi tanah yang terjadi di lahan akan menjadi inflow di waduk. Erosi tanah dapat disebabkan dengan perubahan tata guna lahan yang tidak memperhatikan konservasi air dan tanah sehingga mengakibatkan menurunnya terhadap fungsi hidrologi.
Dari permasalahan di atas, memerlukan studi khusus untuk mengetahui seberapa besar sedimentasi yang masuk ke waduk, sehingga dapat mengestimasi endapan sedimen pada dasar waduk. Tujuan studi ini yaitu untuklmengetahui besar lajulerosi, laju sedimentasi, tingkat bahaya erosi, dan tingkat kekritisan lahan pada DAS Krisak. Adapun dalam studilini, bertujuanluntuklmengetahui besar laju erosi dan laju sedimentasilyang masuk ke Waduk Krisak menggunakan integrasi ArcGIS serta pemodelan metode USLE (Universal Soil Loss Equation) dan MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation).
Metode USLE merupakan metode yang dirancang olehlWischmeirldanlSmith pada tahunl1978lyang bertujuan untuklmemprediksillajulerosi dalam jangka waktu yang panjang dan memperhitungkan faktor erosivitas hujan [4]. Sedangkan metodelMUSLE merupakan metode hasil modifikasi dari metode USLElyang mengubah erosivitas hujan menjadi erosivitas limpasan permukaan [5].
2. Bahan dan Metode 2.1 LokasilStudi
Lokasi daerahlstudi yaitu dilWaduk Krisak. Secaraladministratif,lWaduk Krisak terletak di Desa Singodutan, Kecamatan Selogiri, Kabupaten Wonogiri. Secara geografis Kabupaten Wonogiri terletak pada koordinat 75°8’24,02” S - 110°50’04,22” T. Waduk Krisak adalah outlet dari sungai Krisak yang berada ± 10 km dari Kota Wonogiri. Setelah dilakukan delineasi DAS Krisak menggunakan ArcGIS diperoleh panjang sungai utama pada DAS Krisak adalah 3,134 km dengan luas DAS 9,863 km2. Gambar peta DAS Krisak dan Waduk Krisak ditunjukkan pada Gambar 1.
126
Gambar 1: Peta DAS Krisak 2.2 Bahan
Dalam studi ini, dibutuhkan beberapa data sebagai penunjang dalam penyelesaiannya. Adapun beberapa kebutuhan data yang dimaksud yaitu:
1. Data Hidrologi yaitu Data Curah Hujan pada tahun 2001 – 2020 diperoleh dari PT Teknika Cipta Konsultan.
2. Data Teknis Waduk Krisak diperoleh dari PT Teknika Cipta Konsultan.
3. Peta berformat shapefile (.shp), tiffile (.tiff), dan raster (.ras):
- Peta topografi - Peta jenis tanah - Peta tata guna lahan - Peta kemiringan lereng
4. DatalSedimen Pengukuran Bathimetri tahun 2020 diperoleh dari PT Teknika Cipta Konsultan.
2.3 Metode
Untuk memulai studi ini, dibutuhkan beberapa data antara lain datalcurah hujan 20 tahun, peta jenis tanah, peta kemiringan lereng, danlpeta tata guna lahan [6]. Proses pengolahanldata digunakan untuk menentukan batas DAS, menghitung besarnya erosi, menentukan tingkat bahaya erosi danlkekritisanllahan yang dilakukan dengan bantuan aplikasi ArcGIS [7]. Analisa hidrologi dilakukan untuk menguji data curah hujan sebelum melakukan analisa faktor erosivitas hujan. Adapun ujildatalcurah hujanlyangldigunakanladalah ujilkonsistensi RAPS, ujilstasioner, danluji persistensi.
Padalperhitungan curah hujan rancangan dilakukan menggunakanlmetode loglpearson tipe III. Setelah didapatkan besar curahlhujanlrancangan, kemudian dilakukan analisa debit banjir rancangan menggunakan metode Rasional Modifikasi dan faktor erosivitas limpasan permukaan.
Pengolahan data selanjutnya melakukan digitasi DEMNAS guna mendapatkan panjangldan kemiringanllerengl(LS) berdasarkan petalkemiringanllereng. Petaljenisltanah digunakan untuk mendapatkan nilailerodibilitas tanah (K) dan petaltata guna lahan digunakanluntuk mendapatkan nilai pengelolaanltanaman (C) ldan tindakan konservasiltanah (P). Setelah itu dilakukan tumpang susun poligon (overlay) dari beberapa faktor antara lainlerosivitas hujan, erosivitas limpasan permukaan, erodibilitasltanah, kemiringanllereng, dan tata guna lahan sesuai dengan kebutuhan analisa laju erosi
127 metode USLE dan MUSLE. Setelah menghitung laju erosi kemudian menghitung laju sedimentasi. Laju sedimentasi hasil perhitungan diverifikasi terhadap laju sedimentasi hasil pengukuran di lapangan untuk mengetahui berapa besar penyimpangan yang dihasilkan. Selain itu digunakan untuk mengetahui dari metode USLE dan MUSLE yang paling sesuai untuk daerah kajian. Dari hasil perhitungan laju sedimentasi dapat dilakukan analisa untuk trap efficiency, tingkatlbahayalerosi serta tingkat kekritisan lahan pada DAS Krisak.
3. HasilldanlPembahasan 3.1 Analisa Hidrologi
Analisalhidrologi adalah langkah awal yang dilakukan untuk melanjutkan analisa selanjutnya. Data curah hujan yang digunakanluntuk analisa hidrologi didapatkan darilstasiun pengukurlhujan yaitu Stasiun Hujan Krisak dengan periode pengamatan tahun 2001 – 2020. Data curahlhujanlyang digunakan seperti pada Tabell1.
Tabel 1: Data Curah Hujan Stasiun Krisak
Tahun CH Stasiun Krisak (mm)
Tahunan Harian Maksimum Hari Hujan
2001 1431 96 68
2002 772 61 29
2003 1803 75 68
2004 586 68 23
2005 1052 70 50
2006 1104 80 67
2007 1530 132 75
2008 1994 129 96
2009 879 70 49
2010 1964 84 74
2011 1419 80 61
2012 1378 95 58
2013 2474 140 68
2014 1704 78 85
2015 3188 137 98
2016 4869 138 143
2017 3327,32 146,8 126
2018 1578,58 76,4 101
2019 1398,4 71,5 93
2020 2540 105 135
Sumber: PT Teknika Cipta Konsultan
Analisa hidrologi pertama yang dilakukan yaitu data curah hujan di uji mengenai konsistensinya dengan tujuan mengetahui data curah hujan tersebut mengalami perubahan atau tidak. Pada penelitian ini ujilkonsistensi dihitung menggunakanlmetode Rescaled Adjusted Partial Sums (RAPS) dikarenakan DAS Krisak hanya mempunyai satu stasiun hujan saja. Kemudian menguji data curah hujan dengan uji stasioner yang bertujuan untuk mengetahui kestabilan data dan uji persistensi untuk mengetahui ketidaktergantungnya setiap nilai dalam suatu deret [8]. Hasil pengujian data curah hujan seperti pada Tabell2.
128
Tabel 2: Hasil Pengujian Data Curah Hujan Stasiun Hujan Analisa Hidrologi Keterangan
Krisak
Uji RAPS Konsisten
UjillStasioner
- UjilF Stabil
- UjilT Stabil
UjilPersistensi Acak Sumber: HasillPerhitungan, 2022
3.2 Curah Hujan Rancangan
Curahlhujan rancangan merupakan curahlhujan maksimumlyang kemungkinan terjadi pada suatu daerahldenganlpeluangltertentu [9]. Dalam pemilihan metode analisis, curah hujan rancangan bergantung pada kesesuaianlparameterlstatistikldarildatalyangldipilih. Pada studi ini, curahlhujan rancanganldihitungldenganlmenggunakan metodelLoglPearsonltipelIII. Hasillperhitunganlcurahlhujan rancangan seperti padalTabel 3.
Tabel 3: Curah Hujan Rancangan Metode Log Pearson tipe III Curah Hujan Rancangan
Tr
(Tahun) XRerata Standar
Deviasi Cs P (%) K CH Rancangan
Log mm
1,01 1,97 0,13 0,42 99 -2,02 1,71 51,63
Sumber: Hasil Perhitungan, 2022
Setelah menghitung curah hujan rancangan, dilakukan ujilkesesuaianldistribusiluntuk menentukan apakah distribusilyang dipilih dapat digunakanlatau tidak [9]. Dalam studi ini, ujilkesesuaian distribusi menggunakan 2 metodelstatistiklyaitu: UjilChilSquare danlUjilSmirnovlKolmogorov. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabell4.
Tabel 4:lUji Kesesuaian Distribusi
Uji 𝛼 Tabel Hitung Keterangan
Chi Square 1% 9,21 5,50 χ2hitung < χ2tabel Distribusi Dapat Diterima Smirnov Kolmogorov 1% 0,352 0,15 ∆maks < ∆kritis Distribusi Dapat Diterima Sumber: Hasil Perhitungan, 2022
3.3 Faktor yang Mempengaruhi Laju Erosi Faktor Erosivitas Hujan (R)
Erosivitas hujan merupakanlkemampuanlhujan untuk mengikisllapisan atas permukaanltanah yang dapat menimbulkanlerosi. Perhitungan erosivitas hujan untuk setiap kejadian hujan menggunakan persamaan Bols (1978) [5]:
EI30 = 6,119 x (Rain)1,21 x (Days)-0,47 x (Maxp)0,53 Pers.1 Dengan:
EI30 = Indeks erosi hujanlbulanan (KJ/ha) Rainl = Curahlhujan rerata bulanan (cm) Daysl = Jumlahlharilhujan rerata bulanan
Maxpl = Curah hujan maksimum dalam satu bulan (cm)
Dengan persamaan diatas didapatkan hasil perhitungan erosivitas hujan (R) metode Bols pada DAS Krisak yang dapat ditunjukkan padalTabel 5. Berdasarkanlhasil perhitungan, didapatkan besar rerata erosivitas hujan pertahun yang terjadi di DAS Krisak adalah sebesar 1189,04 KJ/ha.
129 Tabel 5: Rekapitulasi Erosivitas Hujan
Tahun Erosivitas Hujan (R)
2001 822,70
2002 398,89
2003 1143,49
2004 323,11
2005 601,64
2006 514,50
2007 900,44
2008 1259,44
2009 459,29
2010 1344,26
2011 821,79
2012 856,04
2013 2132,51
2014 842,26
2015 2360,59
2016 3909,13
2017 2282.24
2018 702,61
2019 665,65
2020 1440,20
Jumlah 23780,76
Rerata 1189,04
Sumber: Hasil Perhitungan, 2022 Faktor Erosivitas Limpasan Permukaan (Rw)
Dalam perhitungan erosivitasllimpasanlpermukaan, diperlukan besar debit banjir rancangan yang merupakan debit banjir terbesar tahunan dengan kemungkinan terjadinya dalam waktu dan periode tertentu. Karena data debit pada daerah studi tidak diketahui, maka debit banjir rancangan dihitung menggunakan metode Rasional Modifikasi. Berikut merupakan rumus menentukan debit banjir rancangan:
Qp = 0,278 xlCs x C x I x A Pers.2 dengan:
Qp = Aliranlpuncak (m3/s) Cs = Koefisien tampungan C = Koefisien limpasan I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas DAS (km2)
0,278 = Faktorlkonversi
Proses erosi selalu disertai dengan proses transportasi. Hal ini dipengaruhiloleh besarnya limpasanlpermukaan yang terjadi. Oleh karena itu Williams (1975) dalam Utomo (1989) memodifikasi USLE untuk menperkirakan hasillendapanldari setiaplkejadian limpasanlpermukaanldengan mengubah indeks erosivitas hujan (R)ldenganlerosivitasllimpasanlpermukaan (Rw). Adapun rumus indeks erosivitas limpasan permukaan yaitu:
Rw = 9,05 x (Vo x Qp)0,56 Pers.3 dengan:
Rw = Erosivitasllimpasanlpermukaan (m2/jam) Vo = Volumellimpasanlpermukaan (m3) Qp = Debitlpuncak (m3/dt)
130
Berdasarkan hasil analisa, debit banjir rancangan dihitung per Sub DAS didapatkan Qp pada Sub DAS 1 sebesar 1,96 m3/dt dengan nilai erosivitas limpasan permukaan sebesar 845,371 m2/jam.
Faktor Erodibilitas Tanah (K)
Erodibilitas tanah merupakan tingkat kerentanan suatultanah terhadaplerosi. Indeks erodibilitas tanahlmenunjukkan ketahanan partikelltanah terhadap pengelupasan dan pengangkutan partikel tanah yang disebabkan olehlhujan. Terdapat 3 jenisltanah pada DAS Krisak yang berpengaruh terhadap besarnyalerosi. Berdasarkan peta jenis tanah, jenisltanah litosol yang mendominasi di kawasan DAS Krisak. Tanah litosol mempunyai sifat rawan mengalami erosi apabila terkena limpasan air. Peta jenis tanah ditunjukkan pada Gambar 2.
Tabel 6: Nilai Erodibilitas (K) pada DAS Krisak
Jenis Tanah DAS Krisak
Luas (Ha) Persentase (%) Nilai K
Grumosol Kelabu 255,51 25,90 0,176
Litosol 694,75 70,44 0,290
Asosiasi Litosol dan Mediteran Coklat 36,08 3,66 0,251
Total 986,3 100
Sumber: Hasil Analisa, 2022
Gambar 2: Peta Jenis Tanah DAS Krisak Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)
Kondisi topografi berpengaruh terhadap infiltrasi, besar laju erosi, serta kecepatan aliran permukaan di suatu daerah. Kemiringan lereng juga berpengaruh terhadap kecepatan dan volume limpasanlpermukaan. Semakin curamlsuatullereng berbanding lurus dengan presentase kemiringan lereng yang semakin besar, sehingga semakinlcepatllaju limpasan permukaannya.
Kemiringan lereng berasal dari hasil analisa DEM dimana kemiringan lereng diklasifikasikan menurut kelas lereng yang dikeluarkan oleh Kementerian Kehutanan. DAS Krisak mempunyai kemiringan lereng beragam dan lebih dominan terletak di kemiringan yang relatif datar. Peta kemiringan lereng ditunjukkan pada Gambar 3.
131 Tabel 7: Nilai Faktor LS pada DAS Krisak
Kemiringan Lereng DAS Krisak
Luas (Ha) Persentase (%) Nilai LS
0 - 8% Datarl 238,50 24,18 0,4
8 - 15% Landail 202,74 20,56 1,4
15 - 25% Agak Curaml 165,56 16,79 3,1
25 - 40% Curaml 177,64 18,01 6,8
> 40% Sangat Curaml 201,86 20,47 9,5
Total 986,3 100
Sumber: HasillAnalisa, 2022
Gambar 3: Peta Kemiringan Lereng pada DAS Krisak Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Tindakan Konservasi Tanah (P)
Faktor pengelolaan tanaman adalah faktor yang menggambarkan hubungan antaralbesarnyalerosi pada lahanlyanglbertanamanldenganlpengelolaan tertentulterhadaplbesarnyalerosiltanah yang tidak pernah ditanamildanldiolah. Faktor tindakan konservasiltanah adalah rasio antaraltanahltererosi pada lahan yang mendapatkan perlakuan konservasi terhadap besarnyalerosilpadallahanltanpaltindakan konservasi. Peta tata guna lahan ditunjukkan pada Gambarl4.
Tabel 8: Nilai Faktor C dan P pada DAS Krisak
Tata Guna Lahan DAS Krisak
Luas (Ha) Persentase (%) Nilai C Nilai P
Badan Air 24,66 2,50 0,001 1
Hutan 347,62 35,25 0,001 1
Padang Rumput 0,53 0,05 0,30 1
Sawah 274,81 27,86 0,01 0,4
Semak Belukar 59,80 6,06 0,30 1
Pemukiman 278,83 28,27 0,60 1
Lahan Kosong 0,05 0,05 1,00 1
Total 986,3 100
Sumber: Hasil Analisa, 2022
132
Berdasarkan hasil analisa, penggunaan lahan yang terbesar di DAS Krisak yaitu hutan (35,25%) dengan luas 347,62 ha dan yang terkecil adalah lahan kosong (0,05%) dengan luas 0,05 ha. Sebesar (28,27%) wilayah DAS Krisak adalah pemukiman. Hal inilmenunjukkanlDAS Krisak memilikilpotensi banjir dan erosi yang tinggi karena sebagian besar permukaannya ditutupi oleh pemukiman dan pertanian.
Gambar 4: Peta Tata Guna Lahan pada DAS Krisak 3.4 Analisa Laju Erosi dan Sedimentasi
Perhitungan laju erosi (A) dilakukan dengan menggunakan analisis sistem informasi geografis yaitu melakukan tumpang susun poligon (overlay) dari beberapa faktor yaitu erosivitas hujan (R), erosivitas limpasan permukaan (Rw), erodibilitas (K), kemiringan lereng (LS), faktor pengelolaan (C) dan faktor tindakan konsevasi tanah (P) [10].
3.4.1. Analisa Laju Erosi Metode USLE
Metode USLE (Universal Soil Loss Equation) adalah metodelyang palinglumum dan digunakan untuk memperkirakan besarnyalerosi. Adapun persamaan matematis untuklmemperkirakanlbesarnya erosi yang dirancangloleh Weschmeir danlSmith (1978) [4]:
A = R x K x L x S x C x P Pers.4
Berikut adalah contoh perhitungan prediksi laju erosi pertahun yang terjadi pada Sub DAS 1 dengan erosivitas hujan 1189,04 KJ/ha, jenis tanah litosol, terletak di kemiringan lereng datar, dengan tata guna lahan jenis semak belukar.
A = R x K x L x S x C x P
= 1189,04 x 0,29 x 0,40 x 0,30 x 1
= 41,32 ton/ha/tahun
Dari perhitungan laju erosi diperoleh hasil bahwa laju erosi dari seluruh Sub DAS dengan menggunakan metode USLE adalah sebesar 152.492,17 ton/tahun atau 57.544,21 m3/tahun. Dengan luas DAS Krisak sebesar 986,3 ha sehingga didapatkan nilai kehilangan tanah sebesar 6 mm/tahun.
133 3.4.2. Analisa Laju Erosi Metode MUSLE
Metode MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation)ladalah hasil modifikasildarilmetode USLE dimana erosivitas hujan diganti dengan erosivitas limpasanlpermukaan. Faktorllimpasan permukaanlmewakillenergilyang digunakan sebagai penghancuran dan pengangkutan sedimen sehinggalbesarnyalperkiraanlhasil sedimen menjadillebih besar [11]. Berikut adalah persamaan yang digunakan:
A = Rw x K x L x S x C x P Pers.5
Berikut adalah contoh perhitungan prediksi laju erosi pertahun yang terjadi pada Sub DAS 1 dengan nilai erosivitas limpasan permukaan 845,37 m2/jam, jenis tanah litosol, terletak di kemiringan lereng datar, dengan tata guna lahan jenis semak belukar.
A = Rw x K x L x S x C x P
= 845,37 x 0,29 x 0,40 x 0,30 x 1
= 29,42 ton/ha/tahun
Dari perhitungan laju erosi diperoleh hasil bahwa laju erosi dari seluruh Sub DAS dengan menggunakan metode MUSLE adalah sebesar 88.704,02 ton/tahun atau 33.473,21 m3/tahun. Dengan luas DAS Krisak sebesar 986,3 ha sehingga didapatkan nilai kehilangan tanah sebesar 3 mm/tahun.
3.4.3. Analisa Laju Sedimentasi
Laju sedimentasi merupakan banyaknya sedimen dari sungai yang mengalir ke waduk, berada di hilir sungai dalam jangka waktu tertentu. Sebelum menghitung laju sedimentasi, terlebih dahulu dilakukan perhitungan SDR yang merupakan rasio antara jumlah sedimenlyanglterukurldiloutlet denganlerosi di lahan [5]. Untuk menghitung SDR dapat menggunakan persamaan DPU Dirjen Pengairan (1999):
SDR = Sl (1 - 0,8683(A-0,2018))
2 (S + 50. n) + 0,8683 (A-0,2018) Pers.6 dengan:
SDR = SedimentlDeliverylRatio, nilainya 0 < SDR < 1 A = LuaslDAS (ha)
S = kemiringanllereng rerata permukaanlDAS (%) n = koef Manning
Pada metode MUSLE, perhitunganlSDRliniltidakldiperlukan untuklperhitungan estimasi hasil sedimen, karenalfaktorllimpasanlmenghasilkanlenergilyangldigunakanldalam proses pelepasan dan tranportasilsedimen. Maka laju sedimentasi = A = total erosi lahan.
Sy = SDR x A Pers.7
dengan:
Sy = Laju sedimentasi (ton/tahun) SDR = SedimentlDeliverylRatio A = Erosil(ton/tahun)
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai SDR sebesar 0,292 serta laju sedimentasi (Sy) untuk metode USLE sebesar 16.794,76 m3/tahun dan metode MUSLE sebesar 33.473,21 m3/tahun.
3.5. Uji Penyimpangan
Dalam studi ini uji penyimpangan dimaksudkan untuk mengetahui besarnya penyimpangan laju sedimentasi teoritis terhadap laju sedimentasi hasil pengukuran di lapangan [12]. Adapun rumus yang digunakan dalan uji ini adalah:
134
d = E1 - E2
E1 x 100% Pers.8
dengan:
d = Besarnya penyimpangan (%)
E1 = Laju sedimentasi lapangan (m3/tahun) E2 = Laju sedimentasi teoritis (m3/tahun)
Diketahui besar laju sedimentasi hasil pengukuran di lapangan adalah sebesar 32.174,18 m3/tahun, laju sedimentasi metode USLE 16.794,76 m3/tahun dan metode MUSLE 33.473,21 m3/tahun. Maka didapatkan besar penyimpangan metode USLE sebesar 47,80% dan metode MUSLE sebesar 3,88%.
Berdasarkan hasil analisa, dapat disimpulkan bahwa metode MUSLE lebih sesuai dikarenakan memiliki penyimpangan yang lebih kecil daripada metode USLE. Dengan demikian, analisa selanjutnya menggunakan metode MUSLE.
3.6. Trap Efficiency
Trap efficiency (efisiensi tangkapan) merupakan kapasitas waduk yang berfungsi untuk menampung sedimen dan biasanya dinyatakan dengan presentase dari total sedimen yang mengendap di waduk terhadap sedimen yang mengalir ke waduk. Grunar Brune menyatakan kurva “envelope”
digunakan untuk waduk pada kondisi normal dengan menggunakan hubungan antara kapasitas waduk dengan inflow dari waduk.
Gambar 5: Grafik Brune
Perhitungan trap efficiency dari waduk dihitung menggunakanlpersamaan Brune sebagailberikut:
Yl= 100 x (1- 1
1+ax)n Pers.9 dengan:
Y = Trap Efficiency
X = Perbandingan kapasitas waduk dengan debit masukan a = Konstanta
n = Konstanta
Untuk mengetahui seberapa besar sedimen yang tertangkap di Waduk Krisak maka dilakukan perhitungan dengan persamaan Brune kemudian didapatkan hasil sisa usia guna waduk adalah 4,5 tahun.
3.7. Analisa Tingkat Bahaya Erosi dan Tingkat Kekritisan Lahan
Tingkatlbahayalerosi adalah angka yang digunakanluntuklmenentukanlbesarnyallajulerosilyang terjadi dilahan kemudian membandingkannya terhadap erosi yang diijinkan. Berdasarkan analisa tingkat bahaya erosi, maka dapat diketahui bagaimana kondisi kekritisan lahannya.
135 Tabel 9: Tingkat Bahaya Erosi dan Kekritisan Lahan pada DAS Krisak
Kehilangan Tanah
(ton/ha/tahun) TBE Tingkat
Kekritisan
Luas (ha)
Persentase (%)
> 480 Sangat Berat Sangat Kritis 57,20 5,80
180 - 480 Berat Kritis 102,55 10,40
60 – 180 Sedang Semi Kritis 75,07 7,61
16 - 60 Ringan Semi Kritis 91,22 9,25
< 15 Sangat Ringan Potensial Kritis 660,27 66,94
Total 986,3 100
Sumber: Hasil Analisa, 2022
Berdasarkan hasil analisa, maka dapat diketahui tingkat bahaya erosi pada DAS Krisak adalah Sangat Ringan dengan kondisi lahan yang cenderung mengarah pada Potensial Kritis.
Gambar 6: Peta Tingkat Bahaya Erosi pada DAS Krisak
Gambar 7: Peta Kekritisan Lahan pada DAS Krisak
136
4. Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan yangltelahldilakukan, didapatkanlbeberapalkesimpulanlantara lain:
1. Berdasarkan hasil analisa spasial software ArcMap 10.3, luas DAS Krisak adalah 986,3 ha atau 9,863 km2. Berdasarkan hasil perhitungan, didapatkan besar nilai pendugaan laju erosi menggunakan metode USLE adalah sebesar 152.492,17 ton/tahun atau 57.544,21 m3/tahun dan nilai SDR sebesar 0,292 sehingga didapatkan laju sedimentasi sebesar 16.794,76 m3/tahun.
2. Besar nilai pendugaan laju erosi menggunakan metode MUSLE adalah sebesar 88.704,02 ton/tahun atau 33.473,21 m3/tahun dan nilai laju sedimentasi sama dengan laju erosi yaitu sebesar 33.473,21 m3/tahun.
3. Berdasarkan perhitungan pengukuran sedimen di lapangan tahun 2020 dengan menggunakan echosounding, maka diketahui besar penyimpangan sedimen hasil erosi permukaan perhitungan metode USLE adalah sebesar 47,80% dengan kategori Tidak Baik dan metode MUSLE sebesar 3,88% dengan kategori Baik. Dengan demikian, disimpulkan bahwa metode MUSLE lebih sesuai karena memiliki penyimpangan yang lebih kecil daripada metode USLE. Maka, analisa selanjutnya menggunakan metode MUSLE.
4. Tingkat bahaya erosi pada DAS Krisak adalah Sangat Ringan (66,94%) dengan kondisi lahan yang cenderung mengarah pada Potensial Kritis.
Daftar Pustaka
[1] Republik Indonesia, “Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 37 Tahun 2010”, Jakarta:
Dewan Perwakilan Republik Indonesia dan Presiden Republik Indonesia, 2010.
[2] T. Marhendi and D. L. Sulastri, “Prediksi Peningkatan Sedimentasi Dengan Metode Angkutan Sedimen (Studi Kasus Sedimentasi di Waduk Mrica)”, Jurnal Nasional , vol 19 no.2, pp. 87-94, 2018.
[3] F. Arifandi and C. Ikhsan, “Pengaruh Sedimen Terhadap Umur Layanan pada Tampungan Mati (Dead Storage) Waduk Krisak di Wonogiri dengan Metode USLE (Universal Soil Losses Equation)”, Jurnal Matriks Teknik Sipil, 2019.
[4] C. Asdak, “Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai”, Yogyakarta: Gadjah Mada University Press, 2007.
[5] Suripin, “Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air”, Yogyakarta: Penerbit Andi, 2002.
[6] Y. P. S. Pane, M. Sholichin, and R. Asmaranto, “Analisa Erosi di DAS Kali Lamong Menggunakan Pendekatan ArcSWAT”, Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Resources Engineering, vol. 1, no. 2, pp. 876-889, 2021.
[7] M. B. Hartawan, E. Suhartanto, and S. Wahyuni, “Analisa Erosi dan Sedimentasi Berbasis Sistem Informasi Geografis (SIG) pada Bagian Hulu DAS Way Karem Kabupaten Lampung Utara”, Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Recourses Engineering, vol.1 no. 2, pp. 612- 621, 2021.
[8] Soewarno, “Hidrologi: Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data Jilid 2”, Bandung: Penerbit Nova, 1995.
[9] S. Harto, “Analisa Hidrologi”, Jakarta: Gramedia Pustaka Utama, 1993.
[10] E. E. Furqondari, “Studi Evaluasi Pendugaan Usia Guna Waduk Krisak Kabupaten Wonogiri dengan Menggunakan Pendekatan Erosi dan Sedimentasi”, Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Recourses Engineering, 2018.
[11] W. H. Utomo, “Erosi dan Konservasi Tanah”, Malang: Universitas Brawijaya, 1989.
[12] B. Triadmojo, “Hidraulika I”, Yogyakarta: Beta Offset Yogyakarta, 1992.
