PENDUGAAN NERACA AIR, EROSI, DAN SEDIMENTASI · Model selama 57 hari berupa curah hujan 636,9 mm...

PENDUGAAN NERACA AIR, EROSI, DAN SEDIMENTASI

MENGGUNAKAN APLIKASI

SUB-SUB DAS CIKADU, KABUPATEN BANDUNG

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR


MENGGUNAKAN APLIKASI TANK MODEL DAN MUSLE DI

DAS CIKADU, KABUPATEN BANDUNG

JAWA BARAT

DINDA TALITHA


FAKULTAS KEHUTANAN


2012


DAN MUSLE DI

DAS CIKADU, KABUPATEN BANDUNG



MENGGUNAKAN APLIKASI TANK MODEL DAN MUSLE DI

SUB-SUB DAS CIKADU, KABUPATEN BANDUNG

JAWA BARAT

Skripsi

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Kehutanan pada

Departemen Manajemen Hutan


FAKULTAS KEHUTANAN


2012

RINGKASAN

DINDA TALITHA. Pendugaan Neraca Air, Erosi, dan Sedimentasi

Menggunakan Aplikasi Tank Model dan MUSLE di Sub-Sub Das Cikadu,

Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Dibimbing Oleh Nana Mulyana Arifjaya

Kesulitan dalam menduga karakteristik aliran air pada suatu DAS dapat

dijawab oleh aplikasi Tank Model, model ini menggunakan parameter curah

hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai data masukan untuk menduga

karakteristik suatu DAS berupa neraca air, keberadaan air dan tinggi air pada

masing-masing lapisan tanah. Lokasi penelitian adalah Sub-sub DAS Cikadu

yang merupakan bagian dari Sub DAS Cisangkuy yang berada di Desa Mangun

Jaya, Kecamatan Arjasari, Kabupaten Bandung dengan daerah tangkapan air

seluas 986,6 Ha. Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2011-Januari

2012. Tujuan dari penelitian ini adalah 1) Mengetahui karakteristik hidrologi di

Sub-sub DAS Cikadu menggunakan aplikasi Tank Model berbasis data SPAS, 2)

Menduga laju sedimen dan erosi di Sub-sub DAS Cikadu menggunakan metode

MUSLE dengan masukan data limpasan yang dihasilkan oleh aplikasi Tank

Model.

Penutupan lahan di sub-sub DAS Cikadu yaitu berupa semak belukar

seluas 376,8 Ha (38,20%), kawasan hutan seluas 199 Ha (20,17%), perkebunan

seluas 152,3 Ha (15,44%), pemukiman seluas 4,4 Ha (0,44%), sawah irigasi

seluas 123,8 Ha (12,55%), sawah tadah hujan seluas 60,1 Ha (6,10%), dan tegalan

seluas 69,8 Ha (7,08%). Hasil kalibrasi data SPAS diperoleh hubungan tinggi

muka air dengan debit aliran yaitu Q= 50,82TMA2,578

dengan R2= 0,98. Hubungan

debit aliran dengan laju sedimentasi yaitu Qs=0,981Q1,897

dengan R2

= 0,70. Besar

limpasan dapat diduga dengan Tank Model dan besar laju sedimen dengan

menggunakan metode MUSLE. Koefisien Runoff sebesar 37%, hubungan korelasi

yang kuat antara laju sedimen observasi dengan laju sedimen MUSLE dengan R2=

0,75. Nilai parameter optimasi Tank Model diperoleh nilai R=0,86. Masukan Tank

Model selama 57 hari berupa curah hujan 636,9 mm dengan nilai ETP total

sebesar 211,384 mm akan menjadi total aliran sebesar 215,07 mm, perbandingan

aliran pada masing-masing reservoir adalah pada surface flow sebesar 71,98

mm(33,47%), Intermediate flow sebesar 58,55 mm (27,22%), Sub-base flow

sebesar 2,05 mm (0,95%), dan Base Flow sebesar 82,47 mm (38,34%) dan

tersimpan sebagai stored sebesar 209,6 mm . Total laju sedimentasi sebesar 15,57

ton/ha/tahun atau setara dengan kehilangan tanah sedalam 1,29 mm/tahun.

Kata kunci: Erosi, laju sedimentasi, Tank Model, Metode MUSLE, Sub-sub DAS

Cikadu

SUMMARY

DINDA TALITHA. Forcasting Erosion, Water Balance, and Sedimentation

Use Tank Model Application and MUSLE at Cikadu Sub-Sub Watershed,

Bandung, Jawa Barat. Supervised By NANA MULYANA ARIFJAYA

The difficulty in assuming flow characteristics of water in a watershed

could be answered by Tank Model aplication, this model use the parameters of

precipitation, evapotranspiration, and flow as input data to estimate characteristics

of a watershed in the form water balance, presence of water and water level on

each layer ground.The research was located at Cikadu Sub-Watersheds which is a

part of Cisangkuy Sub-Watershed at Mangun Jaya Village, Arjasari Sub-District,

Bandung District with water catchment area as much as 986.6 Ha. The research

was held on November 2011 – January 2012. The objective of this research are :

1) Study of hydrology characteristics at Cikadu Sub-Watersheds using Tank

Model with the basis of SPAS data, 2) Study of sedimentation and erosion rates at

Cikadu Sub-Watersheds using MUSLE method with the input of runoff data

generated by Tank Model application.

Land cover in Cikadu Sub-Watersheds consist of 376.8 Ha (38.20%)

shrubs, 199 Ha (20.17%) forest, 152.3 Ha (15.44%) plantations, 4.4 Ha (0.44%)

residential area, 123.8 Ha (12.55%) irrigated rice field, 60.1 Ha (6.10%) rainfed

rice field, and 69.8 Ha (7.08%) agricultural field. Result from the calibration of

stream flow monitoring stations data shows a high correlation between water level

and discharge which was Q = 50.82 TMA2,578

, with R2 = 0.98. Correlation

between discharge and sedimentation rate was Qs = 0.981 Q1, 897

, with R2 = 0.70.

The runoff rate can be predicted with Tank Model and the sediment rate by using

MUSLE. The runoff coefficient is 37%, there is a strong correlation between

sediment rate observed and sediment rate of calculated MUSLE with R2 = 0.75.

Tank Model optimization results with parameter values R = 0.86. Total flow of

Tank Model for 57 days in form of rainfall of 636.9 mm with the total ETP value

211.384 mm will be a total flow of 215.07 mm, the comparison of flow on each

reservoir is surface flow of 71.98 mm (33.47%), Intermediate flow of 58.55 mm

(27.22%), Sub-base flow of 2.05 mm (0.95%), and Base Flow of 82.47 mm

(38.34%). Total sedimentation rate is 15.57 tons/ha/year, equivalent to a loss of

soil as deep as 1.29 mm/year.

Keywords : Erosion, sedimentation rate, Tank Model, MUSLE method, Cikadu

Sub-Water

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pendugaan Neraca

Air, Erosi Dan Sedimentasi Menggunakan Aplikasi Tank Model Dan MUSLE

Di Sub-sub DAS Cikadu, Kabupaten Bandung, Jawa Barat adalah benar-

benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum

pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga

manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan

maupun tidak diterbitkan penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Juli 2012

Dinda Talitha

NIM E14070105

Judul Skripsi : Pendugaan Neraca Air, Erosi Dan Sedimentasi Menggunakan

Aplikasi Tank Model Dan MUSLE Di Sub-sub DAS Cikadu,

Kabupaten Bandung, Jawa Barat

Nama : Dinda Talitha

NIM : E14070105

Menyetujui:

Dosen Pembimbing

Dr.Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si

NIP. 19660501 199203 1005

Mengetahui:

Ketua Departemen Manajemen Hutan

Dr.Ir. Didik Suharjito, MS

NIP. 19630401 199403 001

Tanggal Lulus :

i

KATA PENGANTAR

Puji serta Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan rahmat kasih sayang-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan terima kasih sedalam-dalamnya

kepada:

1. Ayahanda dan Ibunda (Bapak H. S Hardi Yahawi, S.E MM dan Ibu Hj. Tri

Lestari) serta kakak (Dita Puspitasari S.P) dan Adik (Salman Al-Hatri)

penulis yang senantiasa memberikan kasih sayang mereka yang tak ternilai

harganya

2. Bapak Dr.Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si yang telah dengan sabar

membimbing serta memberi masukan dan arahan selama proses penulisan

skripsi ini

3. Balai Pengelolaan DAS Citarum Ciliwung Kementrian Kehutanan yang

telah memberikan ijin pemanfaatan data di SPAS Cikadu

4. Sdr. Yanto Adrianto S.Si, Sdr Ahdi Mutahdin S.Hut, Sdr Muhammad

Tigana Amd, dan Sdri Putri Rahayu S,Hut, yang telah membantu dalam

mempelajari ilmu GIS

5. Teman-teman Fahutan44, MNH 44 khususnya kawan seperjuangan di Lab

Hidrologi Hutan dan DAS, Rahma Amalia, Andrie Ridzki P, Soni

S.Budiawan, Rian Slamet, dan Hilhamsyah Putra H

6. Keluarga besar RIMBAWAN PECINTA ALAM, keluarga kedua penulis

atas canda-tawa-tangis dan pengalaman berharganya menjelajah alam

7. Sahabat penulis Pristy Setyaningrum,SE dan Hikmah Nurisnaini,S.Hut,

atas nasihat dan kesediaannya mendengarkan keluh kesah penulis

8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah

membantu dalam proses penyelesaian proses skripsi ini.

Akhirnya tentu penulis yakin skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan oleh

karena itu kritik dan saran membangun terbuka untuk penulis sebagai bahan

perbaikan.

Bogor, Juli 2012

Penulis

ii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 4 September 1989, merupakan

anak kedua dari tiga bersaudara pasangan Bapak H. Seleman Hardi Yahawi, S.E,

MM dan Ibu Hj. Tri lestari. Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN

Karawaci Baru 1 Tangerang (1995-2001), Pendidikan menengah di SMP Islamic

Centre Muhammadiyah Cipanas (2001-2004), dan SMA Islamic Center

Muhammadiyah Cipanas (2004-2007). Pada tahun yang sama penulis melanjutkan

pendidikan perguruan tinggi di Institut Pertanian Bogor melalui jalur seleksi

penerimaan mahasiswa baru (SPMB) Jurusan Manajemen Hutan dan menjalani

tingkat persiapan bersama (TPB) pada tahun 2007-2008.

Pada jenjang sekolah menengah penulis aktif dalam organisasi Ikatan

Remaja Muhammadiyah (IRM) sebagai ketua umum (2006), di ekstrakulikuler

Santri Pecinta Alam (SATPALA) juga Sebagai Ketua Umum (2005) dan prestasi

Juara Harapan Pertama pada lomba Debating contest se-Kabupaten Cianjur

(2007). Selama duduk di Bangku Kuliah penulis aktif di organisasi Rimbawan

Pecinta Alam (RIMPALA) sebagai sekretaris (2008-2009) dan menjabat sebagai

ketua Divisi Olahraga Alam Bebas (2009-2010) serta pernah menjadi ketua

pelaksana kegiatan FUN RAFTING WITH RIMPALA tahun 2009 dan “Aksi

Bersih Sungai Ciapus” dalam rangka memperingati Hari Air sedunia pada tahun

2010.

Penulis melaksanakan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di

Leuwung Sancang dan Gunung Papandayan (2009), Praktek Pengelolaan Hutan

(PPH) di Hutan pendidikan Gunung Walat Sukabumi (2010), dan Praktek Kerja

Lapang (PKL) di PT.ERNA DJULIAWATI II Kalimantan Tengah (2011). Selain

itu penulis mendapat kepercayaan untuk menjadi asisten praktikum beberapa mata

kuliah diantaranya mata kuliah Hidrologi Hutan dan Pengelolaan Ekosistem

Hutan dan Daerah Aliran Sungai (2011-2012).

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ..................................................................................... i

RIWAYAT HIDUP .......................................................................................... ii

DAFTAR ISI .................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ................................................................................ 2

1.3 Manfaat Penelitian .............................................................................. 2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Hidrologi dan Neraca Air ........................................................ 3

2.2 Curah Hujan dan Intensitas Hujan ...................................................... 4

2.3 Erosi dan Sedimentasi ....................................................................... 4

2.4 Debit Aliran ........................................................................................ 5

2.5 Hidrograf Satuan................................................................................. 6

2.6 Aplikasi Tank Model .......................................................................... 7

2.7 Metode MUSLE ................................................................................. 7

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ........................................................................ 9

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................... 9

3.3 Metode Penelitian ............................................................................... 10

3.4 Analisis Data....................................................................................... 10

3.4.1 Analisis Curah Hujan ................................................................. 10

3.4.2 Analisis Debit Aliran ................................................................. 11

3.4.3 Analisis Hidrograf ..................................................................... 12

3.4.4 Pengolahan Data Input Tank Model .......................................... 13

3.4.5 Analisis Hubungan Debit Aliran dengan Laju Sedimen ........... 16

3.4.6 Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen

Sungai ........................................................................................ 17

iv

3.4.7 Analisis Laju Sedimen dengan Model MUSLE

(Modified Universal Soil Loss Equation) .................................. 17

BAB IV KONDISI UMUM

4.1 Letak dan Luas .................................................................................... 19

4.2 Tanah .................................................................................................. 20

4.3 Topografi ............................................................................................ 20

4.4 Penggunaan Lahan .............................................................................. 21

4.5 Fungsi Kawasan .................................................................................. 22

4.6 Kondisi Sosial Ekonomi ..................................................................... 22

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Analisis Curah Hujan.......................................................................... 24

5.2 Analisis Debit Aliran .......................................................................... 26

5.3 Analisis Hidrograf .............................................................................. 29

5.4 Aplikasi Tank Model .......................................................................... 31

5.4.1 Analisis Data Input Tank Model .............................................. 32

5.4.2 Hasil Verifikasi dan Optimasi Tank Model .............................. 32

5.4.3 Komponen Hasil Optimasi Tank Model ................................... 34

5.5 Analisis Hubungan Laju Sedimen dengan Debit Aliran ................... 37

5.6 Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen Sungai ........ 38

5.7 Analisis Laju Sedimen dengan Model MUSLE ................................ 38

5.8 Analisis Hubungan Laju Sedimen Observasi dengan Laju

Sedimen Kalkulasi Model MUSLE .................................................. 39

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ....................................................................................... 40

6.2 Saran .................................................................................................. 40

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 41

LAMPIRAN ..................................................................................................... 43

v

DAFTAR TABEL

No Halaman

1. Penelitian terdahulu menggunakan Aplikasi Tank Model ......................... 7

2. Sebaran kelas lereng di Sub-sub DAS Cikadu ........................................... 21

3. Sebaran tutupan lahan di Sub-sub DAS Cikadu ........................................ 21

4. Sebaran wilayah kawasan hutan di Sub-sub DAS Cikadu ......................... 22

5. Mata pencaharian penduduk Desa Mangun Jaya ....................................... 23

6. Analisis peluang kejadian hujan di Sub-sub DAS Cikadu ......................... 25

7. Hasil pengukuran debit lapangan menggunakan koefisien

kekasaran Manning .................................................................................... 27

8. Perhitungan hidrograf di Sub-sub DAS Cikadu ......................................... 31

9. Rekapitulasi data input Tank Model ........................................................... 32

10. Dua belas parameter hasil optimasi Tank Model di Sub-sub DAS Cikadu 33

11. Indikator keandalan Tank Model di Sub-sub DAS Cikadu ........................ 34

12. Komponen Tank Model hasil optimasi ...................................................... 34

13. Kategori kinerja DAS berdasarkan laju sedimen ....................................... 39

vi

DAFTAR GAMBAR

No Halaman

1. Skema siklus hidrologi ............................................................................... 3

2. Skema representasi Tank Model................................................................. 14

3. Peta lokasi penelitian terhadap Sub-DAS Cisangkuy ................................ 19

4. Penampakan 3D fisiografis lahan di lokasi SPAS ..................................... 20

5. Grafik curah hujan harian tanggal 17 januari 2011- 14 maret 2011 .......... 24

6. Grafik curah hujan tanggal 4 Februari -8 Februari 2011 ........................... 25

7. Grafik probabilitas curah hujan di Sub-sub DAS Cikadu .......................... 25

8. Curah hujan wilayah tahunan dan bulanan Sub DAS Cisangkuy

(BPDAS Citarum Ciliwung 2009) ............................................................. 26

9. Rating Curve Sub-sub DAS Cikadu ........................................................... 27

10. Grafik hubungan curah hujan dengan debit aliran pada tanggal

17 Januari - 14 maret 2011 ........................................................................ 28

11. Hidrograf satuan tanggal 18 Januari 2011 di Sub-sub DAS Cikadu .......... 30

12. Hidrograf satuan tanggal 6 Februari 2011 di Sub-sub DAS Cikadu .......... 30

13. Hidrograf satuan tanggal 3 maret 2011 di Sub-sub DAS Cikadu .............. 31

14. Grafik fluktuasi data curah hujan, debit aliran, dan evapotranspirasi ........ 35

15. Tinggi air pada masing- masing tangki tangki (A,B,C,D) tanggal

17 Januari - 14 Maret 2011 ....................................................................... 36

16. Grafik hubungan debit aliran dengan sedimentasi ..................................... 37

17. Grafik hubungan laju sedimen observasi dengan laju

sedimen kalkulasi model MUSLE ............................................................. 39

vii

DAFTAR LAMPIRAN

No Halaman

1. Dokumentasi penelitian .............................................................................. 44

2. Dokumentasi alat yang digunakan dalam penelitian ................................. 45

3. Peta Lokasi Penelitian ................................................................................ 46

4. Peta Sebaran Jenis Tanah ........................................................................... 47

5. Peta Kelerangan ......................................................................................... 48

6. Peta Penggunaan Lahan ............................................................................. 49

7. Peta Fungsi Kawasan ................................................................................. 50

8. Analisis hubungan debit aliran dengan tinggi muka air

di Sub-sub DAS Cikadu ............................................................................. 51

9. Analisis Hubungan debit aliran dengan laju sedimentasi


10. Contoh perhitungan hidrograf tanggal 17 Februari – 25 Februari 2011


11. Perhitungan debit aliran ............................................................................. 55

12. Contoh perhitungan evapotranspirasi dengan data ch (mm), suhu (oc),

radiasi matahari (Rs), dan kelembaban relative (RH) di SPAS Cikadu ..... 56

13. Data tinggi muka air hasil pengukuran alat SPAS Cikadu ........................ 57

14. Data curah hujan harian bulan Januari – Maret 2011 ................................ 58

15. Data Debit aliran harian bulan Januari – Maret 2011 ................................ 59

16. Data laju sedimentasi harian bulan Januari – Maret 2011 ......................... 60

17. Data tinggi muka air (TMA) tertinggi untuk debit puncak (Qpeak) .......... 61

18. Faktor Erodibilitas Tanah (K) .................................................................... 62

19. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) ............................................ 63

20. Faktor konservasi tanah (P) ........................................................................ 63

21. Faktor penggunaan lahan( C ) ................ 64

22. Analisis hubungan laju sedimen MUSLE dan laju sedimen observasi ...... 65

23. Tabel hasil verifikasi dan optimasi Tank Model ........................................ 66

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu pendekatan untuk menjawab pertanyaan karakteristik aliran air

pada suatu DAS yang sulit untuk dijelaskan atau kasat mata adalah aplikasi Tank

Model. Model ini mampu mepresentasikan karakteristik suatu DAS karena dapat

menjelaskan neraca air, keberadaan aliran air serta tinggi muka air pada masing-

masing lapisan tanah yang tidak mampu dilihat oleh kasat mata. Model ini

menggunakan parameter curah hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai

data masukan untuk melihat keseimbangan air yang terdapat pada suatu DAS.

Aplikasi Tank Model pernah digunakan pada beberapa penelitian di

beberapa Sub DAS di Jawa Barat seperti penelitian yang dilakukan oleh

Sulistyowati (2010) di Sub-sub DAS Cipedes Kabupaten Garut dan penelitian

yang dilakukan oleh Sahayana (2011) di Sub DAS Cilebak-Cirasea di Kabupaten

Bandung. Kedua penelitian ini menunjukkan kinerja Tank Model yang baik dilihat

dari keseimbangan air dan koefisien determinasi sehingga mampu

mempresentasikan keadaan sebenarnya di lapangan. harapannya Tank Model juga

dapat mempresentasikan karakteristik air di Sub-sub DAS Cikadu.

Sub-sub DAS Cikadu merupakan bagian dari Sub-DAS Cisangkuy, berada

di Selatan Kota Bandung dan masuk dalam bagian hulu DAS Citarum. Sub-Sub

DAS Cikadu dipilih karena telah memiliki Stasiun pengamat arus sungai yang

merupakan sumber data untuk aplikasi Tank Model yakni berupa data curah hujan,

evapotranspirasi, serta debit aliran. Selain itu SPAS Cikadu juga dapat digunakan

untuk mengamati volume, debit, dan laju sedimen yang diperlukan sebagai data

dasar dalam perencanaan dan pengelolaan daerah aliran sungai yang baik.

Erosi dan laju sedimen dapat diduga dengan metode Modified-Universal

Soil Loss Equation (MUSLE), metode ini merupakan modifikasi dari metode

Universal Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan oleh Wischmeier dan

Smith (1965,1978). Metode MUSLE mengganti faktor erosivitas hujan dengan

faktor limpasan yang menggambarkan energi yang digunakan untuk proses

2

pelepasan dan tranfer sedimen. Data limpasan tersebut berasal dari aplikasi Tank

Model yang menghasilkan keluaran berupa surface flow, intermediate flow, sub-

base flow dan base flow.

1.2 Tujuan

Tujuan dari kegiatan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui karakteristik hidrologi di Sub-sub DAS Cikadu menggunakan

aplikasi Tank Model berbasis data SPAS.

2. Menduga laju sedimen dan erosi di Sub-sub DAS Cikadu menggunakan

metode MUSLE dengan masukan data limpasan yang dihasilkan oleh

aplikasi Tank Model.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :

1. Memberi perspektif kondisi Sub-sub DAS Cikadu sebagai pertimbangan

dalam pengelolaan DAS dan rehabilitasi lahan.

2. Aplikasi Tank Model dan MUSLE untuk menduga karakteristik hidrologi

di Sub-sub DAS CIkadu.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Hidrologi dan Neraca air

Menurut Mori (2006) siklus air tidak merata dan dipengaruhi oleh kondisi

meteorologi (suhu, tekanan atmosfir, angin, dan lain-lain) dan kondisi topografi.

Dalam proses sirkulasi air, penjelasan mengenai hubungan antara aliran air

kedalam (inflow) dan aliran keluar (outflow) disuatu daerah untuk suatu periode

tertentu disebut neraca air. Gambar 1 memperlihatkan skema siklus hidrologi.

Sumber : http//yanessipil.wordpress.com

Gambar 1 Skema siklus hidrologi.

Menurut Seyhan (1990) Persamaan Neraca Air merupakan persamaan

yang menggambarkan prinsip bahwa selama selang waktu tertentu, masukan air

total pada suatu ruang tertentu harus sama dengan keluaran total ditambah

perubahan bersih dalam cadangan. Neraca air digunakan untuk mengetahui

keseimbangan kondisi sumberdaya air dalam suatu DAS, sehingga dapat diketahui

periode surplus dan defisit air wilayah, faktor-faktor yang mempengaruhi neraca

air adalah kondisi tutupan lahan atau penggunaan lahan, jenis tanah dan iklim,

4

yang masing-masing ditunjukkan oleh peubah curah hujan, limpasan permukaan

dan evapotranspirasi. Wilayah DAS Cisangkuy mempunyai rata-rata status

cadangan air yang defisit baik pada musim hujan maupun musim kemarau, nilai

defisit air pada bulan-bulan basah (November-April) berkisar antara 2-15

mm/bulan, sedangkan pada bulan-bulan kering (Mei-Oktober) berkisar antara 26-

68 mm/bulan (BPDAS Citarum-Ciliwung 2009).

2.2 Curah Hujan dan Intensitas Hujan

Hujan adalah sebuah presipitasi berwujud cairan yang jatuh ke tanah

dalam rangkaian proses siklus hidrologi. Jumlah presipitasi selalu dinyatakan

dengan (mm) (Mori 2006) , berbeda dengan presipitasi non-cair seperti salju, batu

es dan slit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat

menemui suhu di atas titik leleh es di dekat dan di atas permukaan bumi. Di bumi

hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup

berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi

bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu

pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara.

Curah hujan tahunan di wilayah Sub DAS Cisangkuy berkisar antara

1900-2500 mm/tahun dengan rata-rata jumlah bulan kering adalah empat bulan

(Juni-September), dua bulan lembab (Mei dan Oktober) dan enam bulan basah

(Januari-April dan November-Desember) (BPDAS Citarum-Ciliwung 2009).

2.3 Erosi dan Sedimentasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi tanah meliputi hujan, angin,

limpasan permukaan, jenis tanah, kemiringan lereng, penutupan tanah baik oleh

vegetasi atau lainnya serta ada tidaknya tindakan konservasi. Faktor-faktor

tersebut tidak bisa dipisahkan satu dengan yang lainnya, artinya bekerja secara

simultan. Tanah kering yang rentan terhadap erosi terutama adalah tanah podsolik

merah kuning yang menempati areal terluas di Indonesia, kemudian disusul oleh

tanah Latosol yang dengan kemiringan lereng agak curam sampai curam, terutama

tanah-tanah yang tidak tertutup tanaman (Suripin 2004).

5

Hujan merupakan salah satu faktor utama penyebab erosi tanah. Tetesan

air hujan yang menghantam muka bumi menyebabkan terlemparnya partikel tanah

ke udara. Karena gravitasi bumi, partikel tersebut jatuh kembali ke bumi dan

sebagian partikel halus menutup pori-pori tanah sehingga porositas tanah

menurun, tetesan air hujan juga dapat menimbulkan pembentukan lapisan tanah

keras (crust formation) pada lapisan permukaan (surface run-off), sebagai faktor

penyebab terjadinya erosi oleh aliran air akan bertambah besar. Dengan

tertutupnya pori-pori tanah maka laju kapasitas infiltrasi bekurang sehingga run-

off akan semakin besar dan mengikis dan membawa tanah secara terus-menerus .

proses pengangkutan tanah ini akan terhenti baik untuk sementara atau tetap ,

sebagai pengendapan atau sedimentasi. Pengendapan akhir atau sedimentasi

terjadi pada kaki bukit yang relatif datar, sungai atau waduk. Pada daearah aliran

sungai partikel dan unsur hara yang larut dalam aliran permukaan akan mengalir

ke sungai atau waduk sehingga terjadi pendakalan pada tempat tersebut. Keadaan

ini menurut Soemarwoto (1978, dalam Suripin 2004) akan mengakibatkan daya

tampung sungai dan waduk menjadi turun sehingga timbul bahaya banjir dan

eutrofikasi berlebihan.

Erosi merupakan penyebab utama menurunnya produktivitas lahan

pertanian, menurunnya kualitas air, membawa bahan-bahan kimia pencemaran

dan mengurangi kapasitas sungai/ saluran air dan waduk. Erosi tanah tidak hanya

berpengaruh negatif terhadap lahan dimana terjadi erosi tetapi juga pada di

daerah hilirnya dimana material sedimen diendapkan. Banyak bangunan-

bangunan sipil di daerah hilir akan terganggu, saluran-saluran, jalur air, waduk-

waduk akan mengalami pengendapan sedimen. Disamping itu kandungan sedimen

yang tinggi pada air sungai juga akan merugikan pada penyediaan air bersih yang

bersumber dari air permukaan , biaya pengelolaan akan semakin mahal. Salah satu

keuntungannya mungkin adalah penyuburan tanah jika sumber sedimen berasal

dari tanah yang subur (Suripin 2004).

2.4 Debit Aliran

Menurut Soewarno (1995), pengukuran debit air yang dilaksanakan di

suatu pos duga air tujuannya adalah untuk membuat lengkung debit dari pos duga

6

air yang bersangkutan. Lengkung debit dapat merupakan hubungan yang komplek

apabila debit disamping fungsi dari tinggi muka air juga merupakan fungsi dari

kemiringan muka air, tingkat perubahan muka air dan fungsi dari faktor lainnya.

Menurut Asdak (1995), teknik pengukuran debit aliran sungai langsung di

lapangan pada dasarnya dapat dilakukan melalui empat kategori, yaitu :

1. Pengukuran volume aliran sungai

2. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas

penampang melintang sungai.

3. Pengukuran debit dengan menggunakan bahan kimia (pewarna) yang dialirkan

dalam aliran sungai.

4. Pengukuran debit dengan membuat bangunan pengukur debit seperti weir (aliran

air lambat) atau flume (aliran air cepat).

Menurut Soewarno (1995), kekurangtelitian atau kesalahan (errors)

pengukuran debit dapat diartikan sebagai besarnya nilai perbedaan antara debit

yang dihitung berdasarkan pengukuran dengan debit yang sebenarnya. Kesalahan

pengukuran debit umumnya bersumber dari dua macam sebab yaitu :

a. Kesalahan petugas

b. Kesalahan peralatan

2.5 Hidrograf Satuan

Hidrograf satuan merupakan cara untuk memperoleh hidrograf limpasan

permukaan dari curah hujan lebih. Hidrograf limpasan yang diakibatkan oleh

curah hujan jangka waktu yang relatif singkat dengan intensitas tinggi yang

disebut hujan satuan. Hujan satuan adalah curah hujan yang lamanya sedemikian

sehingga lama limpasan permukaan tidak menjadi pendek, meskipun curah hujan

itu menjadi pendek. Jadi hujan satuan yang dipilih adalah yang lamanya sama atau

lebih pendek dari perioda naik hidrograf (waktu dari titik permulaan limpasan

permukaan sampai puncaknya). Periode limpasan dari hujan satuan semuanya

adalah kira-kira sama dan tidak ada sangkutannya dengan intensitas curah hujan

(Mori 2006).

7

2.6 Aplikasi Tank Model

Tank model GA Optimizer yang dikembangkan oleh Prof.Budi I Setiawan

dan Dr.Rudiyanto merupakan salah satu model hidrologi yang digunakan untuk

menganalisis karakteristik air sungai yang diciptakan oleh Rudiyanto dan Budi I

Setiawan tahun 2003. Model ini dapat memberikan informasi mengenai kualitas

air dan untuk memprediksi banjir. Model ini menerima data harian hujan,

evapotranspirasi, dan debit sungai dalam satuan mm/hari sebagai parameter Tank

Model. Tank model digambarkan tersusun atas empat reservoir vertikal, dimana

bagian atas mempresentasikan Surface Reservoir, dibawahnya Intermediate

Reservoir, kemudian Sub-base Reservoir dan paling bawah Base Reservoir.

Dalam konsep Tank Model ini air dapat mengisi reservoir dibawahnya dan bisa

terjadi sebaliknya apabila evapotranspirasi sedemikian berpengaruh (Setiawan

2003). Aplikasi Tank Model pernah digunakan dalam penelitian-penelitian

sebelumnya (Tabel 1).

Tabel 1 Penelitian terdahulu menggunakan Aplikasi Tank Model

Lokasi

Sub DAS

Luas

Area

(Ha)

CH

(mm/th)

SF (Ya2) IF (Yb1) SbF

(Yc1)

BF

(Yd1)

Peneliti Tahun

Cipeucang 110,7 2.935 4,9%

9,1% 48,2% 37,7% Bangun 2009

Cikundul 57,65 2313,9 26,46% 6,65% 63,7% 3,16% Ulya 2010

Cilebak 413,5 971,8 5,59% 8,83% 30,3% 55,26% Sahayana 2010

Keterangan: CH= curah hujan; SF= surfaceflow; IF= intermediateflow; SbF=

subbase flow; BF= Base flow.

2.7 Metode MUSLE

MUSLE merupakan modifikasi dari model penduga erosi Universal Soil

Loss Equation (USLE) yang merupakan model empiris yang dikembangkan di

Pusat Data Aliran Permukaan dan Erosi Nasional, Dinas Penelitian Pertanian,

Departemen Penelitian Amerika Serikat (USDA) bekerja sama dengan Universitas

Purdue pada tahun 1954. Berdasarkan data dan informasi yang diperoleh dibuat

8

model penduga erosi dengan menggunakan data curah hujan , tanah, topografi,

dan pengelolaan lahan. Secara deskriptif model USLE di formulasikan sebagai

berikut (Wischmeir dan Smith 1978 diacu dalam Asdak 1995:

A = R K L S C P………………………………………………………………...(1)

dimana :

A = erosi (ton/ha/thn)

R = faktor erosivitas hujan

K = faktor erodibilitas tanah

L = faktor kelerengan

S = faktor kemiringan lereng

C = faktor penggunaan lahan

P = faktor konservasi tanah

disamping digunakan sebagai model penduga erosi wilayah, model tersebut juga

digunakan sebagai landasan pengambilan kebijakan pemilihan teknik konservasi

dan air yang akan diterapkan, walaupun ketepatan pengunaan model tersebut

masih diragukan, hal ini disebabkan karena model USLE hanya dapat

memprediksi rata-rata kehilangan tanah dari erosi lembar dan erosi alur, tidak

mampu memprediksi pengendapan sedimen pada suatu lanskap dan tidak

menghitung hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai dan dasar sungai.

Berdasarkan beberapa kelemahan tersebut, model erosi USLE

disempurnakan menjadi RUSLE (Revised-USLE) dan Metode MUSLE (Modified

USLE). Perbedaan yang mendasar pada metode USLE dan MUSLE terletak pada

penggunaan faktor energi hujan sebagai pemacu penyebab terjadinya erosi.

Metode MUSLE digunakan sebagai penduga erosi setiap kejadian hujan

sedangkan USLE digunakan untuk pendugaan erosi tahunan. Pendugaan Metode

MUSLE pernah dilakukan pada beberapa penelitian sebelumnya yakni penelitian

yang dilakukan oleh Sahayana (2010) di Sub-DAS Cilebak Cirasea Kabupaten

Bandung dan oleh Farid (2010) di Sub-DAS Cibengang, Kabupaten Garut . Erosi

yang terjadi di Sub-DAS Cilebak Cirasea sebesar 4,42 ton/ha/tahun sedangkan

yang Erosiyang terjadi di Sub-DAS Cibengang sebesar 364,48 ton/ha/tahun.

9

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2011 sampai Januari 2012

di Stasiun Pengamat Arus Sungai (SPAS) Cikadu Kecamatan Arjasari Kabupaten

Bandung Provinsi Jawa Barat. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium

Hidrologi Hutan dan DAS, Departemen Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan,

Institut Pertanian Bogor.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian yaitu:

1. AWLR (Automatic Water Level Recorder).

2. ARR (Automatic Rainfall Recorder).

3. GPS (Global Potitioning System)

4. Turbidity meter untuk mengukur konsentrasi sedimen.

5. Stopwatch untuk mengukur waktu tempuh pelampung.

6. Meteran untuk mengukur ukuran SPAS.

7. Pelampung (Bola ping-pong) untuk mengukur kecepatan aliran air.

8. Botol sampel untuk mengambil sampel air.

9. Seperangkat komputer dengan sistem operasi Microsoft Windows xp yang

dilengkapi software Tank Model GA Optimizer 2006, Microsoft Office

Excel 2007, Minitab 14.0, dan ArcGIS 9.3 dengan berbagai Extentions

yang dibutuhkan dalam pengolahan data.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu:

a. Data primer dan sekunder yaitu:

1. Data tinggi muka air pengukuran AWLR harian.

2. Data curah hujan dari ARR

3. Data tinggi muka air.

4. Sampel air.

5. Data kecepatan aliran air.

10

b. Data Spasial

1. Peta digital tutupan lahan.

2. Peta digital sungai.

3. Peta digital kontur.

3.3 Metode Penelitian

Penelitian dilakukan melalui tahapan kegiatan sebagai berikut:

1. Menentukan titik koordinat SPAS Cikadu menggunakan Global Positioning

system (GPS).

2. Pengukuran debit aliran dilakukan dengan mengukur bentuk bangunan SPAS,

mengukur tinggi muka air dengan meteran dilakukan tiga kali pengulangan

pengukuran dibagian awal, tengah, dan akhir, dan mengukur kecepatan arus

sungai menggunakan metode pelampung dan stopwatch dengan melakukan

minimal tiga kali ulangan kecepatan untuk masing-masing tinggi muka air.

3. Pengukuran data curah hujan menggunakan ARR

4. Pengambilan sampel air saat hujan dan tidak hujan untuk pengukuran besar

laju sedimen

5. Pengumpulan dan transfer data sekunder (tinggi muka air, konsentrasi

sedimen, dan curah hujan) dari data logger.

6. Analisa hubungan tinggi muka air, debit aliran dan laju sedimentasi dengan

mencari nilai korelasi dan rating curve antara debit aliran dengan tinggi muka

air, dan antara debit aliran dengan laju sedimentasi.

7. Membuat grafik hidrograf untuk mencari hubungan antara curah hujan

menurut waktu terhadap debit aliran air.

8. Pengolahan data curah hujan, evapotranspirasi, dan debit aliran sebagai data

masukan Tank Model.

9. Pengolahan Tank Model dan menghitung laju erosi.

3.4 Analisis Data

3.4.1 Analisis Curah Hujan

Analisis data curah hujan dilakukan dengan melakukan tabulasi curah

hujan bulanan rata-rata serta dilakukan analisis korelasi antara curah hujan dan

11

debit untuk mengetahui sejauh mana curah hujan dapat menggambarkan besar

debit aliran.

3.4.2 Analisis Debit Aliran

Untuk menghitung debit digunakan metode pelampung dengan melakukan

minimal tiga kali ulangan kecepatan untuk masing-masing tinggi muka air,

sehingga diperoleh kecepatan rata-rata dari pelampung. Dari kecepatan

pelampung tersebut akan diperoleh kecepatan air dengan mengalikannnya dengan

koefisien yang dirumuskan sebagai berikut (Sosrodarsono S & Takeda K 2003) :

γ = 1 – 0,116 {(√1-λ )-0,1} ........................................................................ ( 2 )

λ = ( t1 / TMA) ............................................................................................ ( 3 )

V = γ × u ...................................................................................................... ( 4 )

dimana :

γ = koefisien kecepatan pelampung

t1 = kedalaman pelampung (m)

TMA = tinggi muka air (m)

V = kecepatan aliran rata-rata (m/detik)

u = kecepatan rata-rata pelampung (m/detik)

Dalam perhitungan debit aliran digunakan persamaan Manning yang

menganggap suatu penampang melintang seragam, kekasaran dasar sungai yang

tidak berubah dan menggunakan aliran tetap yang seragam. Debit aliran diperoleh

dari hasil perkalian kecepatan aliran rata-rata (m3/detik) dengan luas penampang

sungai (m) yang dirumuskan sebagai berikut (Seyhan 1990) :

Q = V × A ..................................................................................................... ( 5 )

V =�(�

��×�

�)

�................................................................................................( 6 )

R = A / P ....................................................................................................... ( 7 )

dimana:

Q = debit aliran (m3/detik)

V = kecepatan aliran rata-rata maning (m/detik)

A = luas penampang melintang basah (m2)

R = radius hidrolik (m)

12

P = keliling basah (m)

S = kemiringan saluran (%)

n = koefisien kekasaran Manning sebesar 0,025 (tembok atau di semen)

Pengukuran debit aliran dilakukan dengan beberapa ulangan pada tinggi

muka air yang berbeda sehingga diperoleh hubungan antara debit aliran dengan

tinggi muka air dari penampang sungai tersebut dalam sebuah discharge rating

curve atau lengkung aliran.

Berdasarkan hubungan antara tinggi muka air dan debit aliran diperoleh

persamaan sebagai berikut :

Q = a TMA b ....................................................................................................... ( 8 )

dimana :


TMA = tinggi muka air (m)

a,b = konstanta

3.4.3 Analisis Hidrograf

Menurut Sosrodarsono dan Takeda (2003) diagram yang menggambarkan

hubungan variasi debit atau aliran permukaan menurut waktu disebut hidrograf.

Kurva itu memberikan gambaran mengenai berbagai kondisi didaerah itu secara

bersama-sama. Jadi jika karakteristik daerah aliran berubah maka bentuk

hidrograf akan berubah. Bentuk hidrograf dapat ditandai dengan tiga sifat

pokoknya, yaitu waktu naik (time of rise), debit puncak (peak discharge), dan

waktu dasar (time of base). Waktu naik (Tp) adalah waktu yang diukur dari saat

hidrograf mulai naik sampai waktu terjadinya debit puncak. Debit puncak adalah

debit maksimum yang terjadi dalam suatu kasus tertentu. Waktu dasar (Tb) adalah

waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai waktu dimana debit

kembali pada suatu besaran yang ditetapkan.

Prosedur penyusunan hidrograf satuan adalah:

1. Menentukan aliran dasar (base flow), aliran dasar yang dipakai adalah debit

minimum (m3/detik) pada saat debit sebelum mengalami kenaikan setelah

hujan.

13

2. Menghitung volume direct runoff (DRO)

DRO = Q – BF ---------------------------------------------------------------------- (9)

dimana:

DRO = direct runoff

Q = debit (m3/detik)

BF = base flow (m3/detik)

3. Menghitung volume aliran langsung

Vtotal DRO = ∑ DRO x t --------------------------------------------------------- (10)

dimana :

Vtotal DRO = Volume aliran langsung

∑ DRO = jumlah debit aliran langsung (m3/detik)

t = selang waktu (detik).

4. Menghitung tebal aliran langsung dihitung dengan persamaan:

TDRO = ��

�……………………………………...…………………………(11)

dimana :

TDRO = tebal DRO (mm)

A = luas sub-sub DAS (m2)

5. Menghitung Koefisien Runoff dengan persamaan :

Koefisien runoff = ��

�� ------------------------------------------------------ (12)

dimana :

TDRO = tebal DRO (mm)

CH = curah hujan (mm)

6. Membangun hidrograf satuan setelah didapat harga unit hidrograf satuan.

3.4.4 Pengolahan Data Input Tank Model

Data masukan utama Tank Model yaitu curah hujan (P), evapotranspirasi

(ETP), dan debit (Q) yang dioptimasi menghasilkan keluaran berupa nilai

parameter Tank Model, indikator keandalan model, nilai keseimbangan air, kurva

hidrograf, dan regresi. Masukan data harian curah hujan, evapotranspirasi, dan

debit semua dikonversi menjadi satuan mm.

Gambar 2 Skema representasi

Pada Gambar 2

yaitu bagian atas mempresentasikan

intermediate reservoir

base reservoir (D). Lubang

dari surface flow (Ya2

flow (Yc1), dan base flow

aliran yang melalui lubang

parameter Tank Model

reservoir (Ha, Hb, Hc, dan Hd) melebihi tinggi lubangnya (H

Hc1).

Setiawan (2003) menyatakan secara global persamaan keseimbangan air

Tank Model adalah sebagai berikut :

= P(t) – ET(t) – Y(t)

dimana, H adalah tinggi air (mm), P adalah hujan (mm/hari), ET adalah

evapotranspirasi (mm/hari), Y adalah aliran total (mm/hari), dan t adalah waktu

(hari). Pada standar Tank

ditulis sebagai berikut :

= +

Aliran total merupakan penjumlahan dari komponen aliran yang dapat ditulis

sebagai berikut:

Skema representasi Tank Model (Setiawan 2003).

2 terlihat model ini tersusun atas 4 (empat) reservoir

bagian atas mempresentasikan surface reservoir (A), dibawahnya

intermediate reservoir (B), kemudian sub-base reservoir (C), dan paling bawah

Lubang outlet horizontal mencerminkan aliran air, yang terdiri

a2), sub-surface flow (Ya1), intermediate flow

base flow (Yd1). Infiltrasi yang melalui lubang outlet

aliran yang melalui lubang outlet horizontal dikuantifikasikan oleh parameter

Model. Aliran ini hanya terjadi bila tinggi air pada masing

(Ha, Hb, Hc, dan Hd) melebihi tinggi lubangnya (Ha1


adalah sebagai berikut :

Y(t) -------------------------------------------------------------

imana, H adalah tinggi air (mm), P adalah hujan (mm/hari), ET adalah


Tank Model terdapat 4 tank, sehingga persamaan di

ditulis sebagai berikut :

--------------------------------


14

reservoir vertical,

(A), dibawahnya

(C), dan paling bawah

encerminkan aliran air, yang terdiri

intermediate flow (Yb1), sub-base

outlet vertical dan

dikuantifikasikan oleh parameter-

. Aliran ini hanya terjadi bila tinggi air pada masing-masing

a1, Ha2, Hb1, dan


----------------------------- (13)

imana, H adalah tinggi air (mm), P adalah hujan (mm/hari), ET adalah


, sehingga persamaan di atas dapat

------------------------------------------- (14)


Y(t) = Ya(t) + Tb(t) + Tc(t) + Td(t)

Lebih rinci lagi keseimbangan air dalam setiap

berikut:

= P(t) – ET(t) –

= Yao(t) – Yb(t)

= Ybo (t) – Yc(t)

= Yco(t) – Yd(t)

dimana Ya, Yb, Yc, dan Yd adalah komponen aliran horizontal dari setiap

reservoir, dan Yao, Yb

dan C).

3.4.4.1 Pengolahan Data Curah Hujan

Data kejadian hujan per

Maret 2011 yang terekam pada ARR di

harian. Data curah hujan dalam satuan mm/hari akan digunak

data masukan Tank Model

3.4.4.2 Pengolahan Data Evapotranspirasi

Penentuan besarnya

Monteith (Cepece et al

adalah salah satu metode yang digunakan untuk menentukan besarnya

evapotranspirasi potensial dari permukaan air terbuka dan permukaan veg

yang menjadi kajian. Model ini membutuhkan lima parameter iklim yaitu suhu,

kelembaban relatif, kecepatan angin, tekanan uap jenuh dan radiasi

3.4.4.3 Pengolahan Data Debit

Data debit dari hasil perkalian luas penampang melintang

kecepatan aliran sungai sepanjang penampang

(t) + Tb(t) + Tc(t) + Td(t) ------------------------------------------------

Lebih rinci lagi keseimbangan air dalam setiap reservoir dapat ditulis sebagai

– Ya(t) ----------------------------------------------------------

Yb(t) ----------------------------------------------------------------

Yc(t) ----------------------------------------------------------------

Yd(t) ----------------------------------------------------------------

Yc, dan Yd adalah komponen aliran horizontal dari setiap

Ybo, dan Yco adalah aliran vertikal (infiltrasi) setiap

Pengolahan Data Curah Hujan

Data kejadian hujan per lima belas menit dari bulan Januari 2011

yang terekam pada ARR di SPAS diolah menjadi data kejadian

harian. Data curah hujan dalam satuan mm/hari akan digunakan sebagai salah satu

Model.

Pengolahan Data Evapotranspirasi

Penentuan besarnya evapotranspirasi menggunakan m

et al. 2002 diacu dalam Supraypgi et al 2003). Metode ini


evapotranspirasi potensial dari permukaan air terbuka dan permukaan veg


kelembaban relatif, kecepatan angin, tekanan uap jenuh dan radiasi

3.4.4.3 Pengolahan Data Debit

Data debit dari hasil perkalian luas penampang melintang

kecepatan aliran sungai sepanjang penampang weirs menghasilkan data debit

15

---------------- (15)

dapat ditulis sebagai

-------------------------- (16)

--------------------------------- (17)

-------------------------------- (18)

--------------------------------- (19)

Yc, dan Yd adalah komponen aliran horizontal dari setiap

adalah aliran vertikal (infiltrasi) setiap tank (A,B

lima belas menit dari bulan Januari 2011 hingga

diolah menjadi data kejadian hujan

an sebagai salah satu

evapotranspirasi menggunakan metode Penman-

2003). Metode ini


evapotranspirasi potensial dari permukaan air terbuka dan permukaan vegetasi


kelembaban relatif, kecepatan angin, tekanan uap jenuh dan radiasi netto.

Data debit dari hasil perkalian luas penampang melintang weirs dan

menghasilkan data debit

16

aliran dengan satuan m3/s, pada input data tank model data debit harian harus

dikonversi ke dalam satuan mm/hari dengan rumus :

Q’ = � � ��

�x1000 ........................................................................................ (20)

dimana :

Q’ = debit (mm/hari)

Q = debit (m3/detik)

A = luas DAS (m2)

3.4.5 Analisis Hubungan Debit Aliran (Q) dengan Laju Sedimen (Qs)

Beban angkutan sedimen diturunkan dari data laju sedimen melalui

persamaan yang menggambarkan hubungan antara debit aliran dengan beban

angkutan sedimen yang nilainya di dapat berdasarkan pengukuran dengan alat

turbiditymeter, dimana satuan untuk sedimen adalah ppm atau mg/liter. Dengan

asumsi bahwa konsentrasi sedimen merata pada seluruh bagian penampang

melintang sungai maka laju sedimen dapat dihitung sebagai hasil perkalian antara

konsentrasi dengan debit aliran (Asdak 2002) yaitu :

Qs = 0,0864 × C × Q .......................................................................................... (21)

dimana :

Qs = laju sedimen (ton/hari)


C = konsentrasi sedimen (ppm atau mg/l)

Pengambilan sampel air sedimen dan pengukuran debit dilakukan berulang

kali pada ketinggian muka air yang berbeda sehingga diperoleh hubungan antara

debit aliran dengan angkutan sedimen. Berdasarkan hubungan tersebut diperoleh

persamaan sebagai berikut :

Qs = a Q b ......................................................................................................... ..(22)

Keterangan :

Qs = laju sedimen (ton/hari)


a,b = konstanta

3.4.6 Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen Sungai

Hasil Optimasi

Debit kalkulasi ini digunakan untuk menduga besarnya laju erosi. Untuk menduga

besarnya laju erosi yang terjadi digunakan rumus sebagai berikut (Arsyad 2006):

E = --------------------------------

Dimana SDR, Auerswald (1992)

SDR = -0,02 + 0,385 A

dimana :

E = Laju erosi (ton/ha/hari)

Qs = Laju sedimentasi (ton/ha/hari)

SDR = Sediment Delivery Ratio

A = Luas sub-sub

3.4.7 Analisis Laju Sedimen dengan Model

Equation (MUSLE)

Model MUSLE

menduga laju sedimentasi yang

metode yang sudah ada sebelumnya yakni metode USLE (

Equation). MUSLE tidak menggunakan faktor energi hujan sebagai

penyebab terjadinya erosi melainkan menggunakan faktor limpasan permukaan

Faktor limpasan permukaan mewakili energi yang digunakan untuk

dan pengangkutan sedimen.

Persamaan untuk menghitung jumlah sedimen yang berasal da

menurut Williams (1995) (diacu dalam Murtiono 2008) adalah sebagai berikut :

Sed’ = 11.8.(Qsurf.q

dimana :

Sed’ = jumlah sedimen (ton

Sed = jumlah sedimen yang masuk sungai (

qpeak

= puncak laju

Qsurf

= debit

Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen Sungai

Hasil Optimasi Tank Model menghasilkan debit kalkulasi tank model.



---------------------------------------------------------------------------------

Dimana SDR, Auerswald (1992) (dalam Arsyad (2006)) yaitu :

0,02 + 0,385 A-0,2

.............................................................................. (2

= Laju erosi (ton/ha/hari)

= Laju sedimentasi (ton/ha/hari)

Sediment Delivery Ratio (Nisbah pelepasan sedimen (NPE))

sub DAS (ha)

3.4.7 Analisis Laju Sedimen dengan Model Modified Universal Soil Loss

(MUSLE)

MUSLE merupakan sebuah metode yang digunakan untuk

menduga laju sedimentasi yang merupakan metode yang dikembangkan dari

metode yang sudah ada sebelumnya yakni metode USLE (Universal Soil Loss

MUSLE tidak menggunakan faktor energi hujan sebagai

penyebab terjadinya erosi melainkan menggunakan faktor limpasan permukaan

Faktor limpasan permukaan mewakili energi yang digunakan untuk

sedimen.

Persamaan untuk menghitung jumlah sedimen yang berasal da


.qpeak.areahru).K.L.S.C.P.........................................(

jumlah sedimen (ton)

umlah sedimen yang masuk sungai (ton)

uncak laju debit (m3/detik)

debit (mm)

17

Analisis Laju Erosi Berdasarkan Kandungan Sedimen Sungai

menghasilkan debit kalkulasi tank model.



----------------- (23)

............................................ (24)

(NPE))

ed Universal Soil Loss

merupakan sebuah metode yang digunakan untuk

merupakan metode yang dikembangkan dari

Universal Soil Loss

MUSLE tidak menggunakan faktor energi hujan sebagai trigger

penyebab terjadinya erosi melainkan menggunakan faktor limpasan permukaan.

Faktor limpasan permukaan mewakili energi yang digunakan untuk penghancuran

Persamaan untuk menghitung jumlah sedimen yang berasal dari DTA


.........................................(25)

18

areahru

= luas DAS (ha)

K

= faktor erodibilitas tanah

C

= faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman

P

= faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah

LS

= faktor topografi

Aliran lateral dan base flow juga membawa sedimen masuk ke dalam

sungai. Jumlah sedimentasi yang berasal dari aliran lateral dan base flow dihitung

dengan persamaan berikut :

...........................................................(26)

Keterangan:

Qlat = lateral flow (mm)

Qgw = base flow (mm)

areahru = luas DTA (m2)

concsed = Konsentrasi sedimen yang berasal dari lateral dan base flow (mg/L)

( ). .

1000

lat gw hru sed

lat

Q Q area concsed

+=

19

BAB IV

KONDISI UMUM

4.1 Letak dan Luas

Lokasi penelitian berada di wilayah Desa Mangun Jaya Kecamatan

Arjasari, Kabupaten Bandung. Desa ini terletak kurang lebih 20 km dari Ibukota

Provinsi Jawa Barat dan kurang lebih 15 km ke Ibukota Kabupaten Bandung.

Secara administratif wilayah Desa Mangun Jaya dibatasi oleh Desa Batukarut di

sebelah Utara, tanah kehutanan di sebelah Selatan, Desa Banjaran Wetan di

sebelah Barat, dan di sebelah Timur Desa Baros dan Desa Mekarjaya. Desa ini

berada di ketinggian 800 – 1.200 m.dpl dengan suhu minimum 28o

C dan suhu

maksimum 32o

C, dengan curah hujan rata-rata 300 mm/bulan.

Bangunan SPAS berada di koordinat 70 3’ 32” LS dan 107

0 36’ 51” BT

pada ketinggian 1089.3 m.dpl, dengan luas daerah tangkapan air (DTA) 986.6 Ha

dan kelerangan 33,1 %. Bangunan SPAS ini telah dipasang sejak Januari 2011.

Posisi wilayah ini terhadap wilayah DAS Cisangkuy dan letaknya di Provinsi

Jawa Barat ditunjukan oleh Gambar 3.

Gambar 3 Peta lokasi penelitian terhadap Sub-DAS Cisangkuy

4.2 Tanah

Jenis tanah di lokasi pemasangan SPAS berdasarkan kl

terbagi menjadi dua jenis, yakni

Hidraquen seluas 598,25 Ha

dapat dilihat pada Lampiran 4.

merupakan tanah debu vulkanik agak lapuk deng

bawah yang tinggi dan lapisan tanah atas hitam tebal

merupakan tanah tak

sebagian besar bertekstur halus

Entisol dengan subordo Aquent yang

kedalaman 20 cm dan 50 cm di bawah permukaan tanah mineral, mempunyai

nilai-n sebesar lebih dari 0,7 dan mengandung liat sebesar 8 persen atau lebi

pada fraksi tanah halus (

permeabilitas air yang rendah (< 0.5 cm/jam). Sedangkan

permeabilitas yang relatif jauh lebih besar, yaitu 2

4.3 Topografi

Penampakan 3D fisiografi lahan di lokasi SPAS ditunjukan

4. Bagian hulu Sub-

Kelerengan DTA SPAS Cikadu bervariasi dari landai

bagian hulu. Elevasi rata

Gambar 4 Penampakan 3D fisiografi lahan di SPAS Cikadu.

Jenis tanah di lokasi pemasangan SPAS berdasarkan kl

dua jenis, yakni jenis tanah eutrandept seluas 388,34 Ha dan

seluas 598,25 Ha (BPDAS Citarum-Ciliwung 2011). Peta jenis tanah

dapat dilihat pada Lampiran 4. Eutrandept masuk dalam ordo Inceptisol yang

merupakan tanah debu vulkanik agak lapuk dengan nilai jenuh basa lapis tanah

bawah yang tinggi dan lapisan tanah atas hitam tebal, sedangkan

merupakan tanah tak-lapuk, jenuh permanen, yang lembut bila terinjak dan

sebagian besar bertekstur halus, Hidraquent adalah great group dari ordo tanah

Entisol dengan subordo Aquent yang berada pada seluruh horison di antara


n sebesar lebih dari 0,7 dan mengandung liat sebesar 8 persen atau lebi

pada fraksi tanah halus (Soil survey staff, 1998). Eutrandept memiliki tingkat

permeabilitas air yang rendah (< 0.5 cm/jam). Sedangkan Hidraquent,

permeabilitas yang relatif jauh lebih besar, yaitu 2 – 6.3 cm/jam.

Penampakan 3D fisiografi lahan di lokasi SPAS ditunjukan

-sub DAS Cikadu merupakan G. Puntang (2.200 m dpl).

DTA SPAS Cikadu bervariasi dari landai – sangat curam terutama di

si rata-rata berkisar 1340.5 m.dpl.

Gambar 4 Penampakan 3D fisiografi lahan di SPAS Cikadu.

Lokasi SPAS Cikadu

Vertical agregation : 1.735

20

Jenis tanah di lokasi pemasangan SPAS berdasarkan klasifikasi USDA

seluas 388,34 Ha dan

Ciliwung 2011). Peta jenis tanah

masuk dalam ordo Inceptisol yang

an nilai jenuh basa lapis tanah-

sedangkan Hidraquent

lapuk, jenuh permanen, yang lembut bila terinjak dan

adalah great group dari ordo tanah

pada seluruh horison di antara


n sebesar lebih dari 0,7 dan mengandung liat sebesar 8 persen atau lebih

memiliki tingkat

Hidraquent, tingkat

Penampakan 3D fisiografi lahan di lokasi SPAS ditunjukan oleh Gambar

Puntang (2.200 m dpl).

sangat curam terutama di

G. Puntang

21

Kelas lereng di Sub-sub DAS Cikadu sangat bervariasi, kelas lereng B

memiliki luasan terbesar dan tersebar di hampir seluruh kawasan, sedangkan kelas

lereng terkecil adalah kelas lereng E yang terkonsentrasi pada daerah hulu

kawasan yang merupakan kawasan Gunung Puntang. Sebaran kelas lereng pada

DTA Cikadu dapat terlihat pada Tabel 2. Peta Kelerengan dapat dilihat pada

Lampiran 5.

Tabel 2 Sebaran kelas lereng di sub-sub DAS Cikadu

Kelas lereng (%) Kelas lereng Luas

Ha %

0-8 A 124,4 12,6

8-15 B 389,9 40,7

15-25 C 292,2 29,6

25-40 D 152,6 15,4

>40 E 27,5 2,7

Jumlah 986.6 100

Sumber :BPDAS Citarum-Ciliwung (2011)

4.3 Penggunaan Lahan

Sebaran tipe tutupan lahan di Sub-sub DAS Cikadu berdasarkan data

BPDAS Citarum-Ciliwung (2011) tersebar dalam tujuh tipe tutupan lahan. Tipe

yang dominan adalah semak belukar, kebun/perkebunan, hutan dan sawah irigasi.

Tipe penutupan lahan yang lainnya hanya sebagian kecil tersebar di DTA Cikadu.

Luas masing-masing tutupan lahan pada Sub-sub DAS Cikadu dapat terlihat pada

Tabel 3.

Tabel 3 Sebaran tutupan lahan di Sub-sub DAS Cikadu

No. Jenis Tutupan Lahan Luas

Ha %

1 Belukar/Semak 376.8 38.20

2 Hutan 199.4 20.17

3 Kebun/Perkebunan 152.3 15.44

4 Pemukiman 4.4 0.44

5 Sawah Irigasi 123.8 12.55

6 Sawah Tadah Hujan 60.1 6.10

7 Tegalan/Ladang 69.8 7.08

Jumlah 986.6 100

Sumber :BPDAS Citarum-Ciliwung (2011)

22

Bagian Hulu didominasi oleh kawasan hutan dan semak belukar seluas

575.892 Ha atau 58.37 %. Selain lahan hutan terdapat sekitar 0.44 % wilayah

pemukiman, 18.65 % wilayah persawahan baik sawah tadah hujan maupun sawah

irigasi. Dan sisanya merupakan wilayah perladangan dan perkebunan seluas

22.52% dari keseluruhan wilayah. Gambaran penggunaan lahan secara spasial

dapat dilihat pada Lampiran 6.

4.4 Fungsi Kawasan

Fungsi kawasan di Sub-sub DAS Cikadu terbagi menjadi areal

penggunaan lain, hutan lindung dan hutan produksi terbatas. Wilayah yang

merupakan hutan lindung dan hutan produksi terbatas termasuk dalam kawasan

hutan dan sisanya masuk dalam areal penggunaan lain. Fungsi kawasan hutan

lindung lebih dominan dibanding fungsi kawasan lainnya yakni seluas 492.35 Ha,

menyusul fungsi kawasan hutan produksi terbatas seluas 251,5 Ha dan Areal

penggunaan lain seluas 242,8 Ha. Gambaran fungsi kawasan secara spatial

terlampir pada Lampiran 7.

Daerah hilir Sub-sub DAS Cikadu merupakan areal penggunaan lain

dengan luas 242.8 Ha (24.6%), sedangkan daerah hulu didominasi oleh kawasan

hutan yakni sekitar 75.4 % dari seluruh luasan seperti terlihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Sebaran wilayah kawasan hutan di Sub-sub DAS Cikadu

Wilayah Kawasan Luas

Ha %

Dalam Kawasan Hutan 743,8 75,4

Luar Kawasan Hutan 242,8 24,6

Jumlah 986.6 100

Sumber : BPDAS Citarum-Ciliwung (2011)

4.5 Kondisi Sosial Ekonomi

Penduduk Desa Mangun Jaya berjumlah 1828 KK yang terdiri dari 3144

laki-laki dan 3108 perempuan. Desa Mangun Jaya merupakan desa pertanian,

sehingga sebagian besar penduduknya bermata pencaharian sebagai petani. Mata

pencaharian penduduk Desa Mangun Jaya dapat dilihat pada Tabel 5.

23

Tabel 5 Mata Pencaharian Penduduk Desa Mangun Jaya

Jenis Pekerjaan Laki – Laki Perempuan

Petani 504 orang 81 orang

Buruh tani 997 orang 121 orang

Buruh Migran Perempuan 1 orang Tidak Ada

Buruh Migran Laki-Laki 4 orang 11 orang

Pegawai Negeri Sipil 26 orang 3 orang

Pengrajin Industri Rumah Tangga 50 orang 13 orang

Pedagang Keliling 13 orang 12 orang

Peternak 2 orang Tidak Ada

Nelayan Tidak Ada Tidak Ada

Montir 5 orang Tidak Ada

Dokter Swasta 1 orang 1 orang

Bidan Swasta 0 orang 1 orang

Perawat Swasta Tidak Ada 2 orang

Pembantu Rumah Tangga Tidak Ada Tidak Ada

TNI Tidak Ada Tidak Ada

POLRI 2 orang 1 orang

Pensiunan PNS/TNI/POLRI 5 orang 4 orang

Pengusaha Kecil dan Menengah 15 orang 2 orang

Pengacara Tidak Ada Tidak Ada

Notaris Tidak Ada Tidak Ada

Dukun Kampung Terlatih Tidak Ada 4 orang

Jasa Pengobatan Alternatif Tidak Ada Tidak Ada

Dosen Swasta Tidak Ada Tidak Ada

Pengusaha Besar Tidak Ada Tidak Ada

Arsitektur 1 orang Tidak Ada

Seniman/Artis 4 orang 3 orang

Karyawan Perusahaan Swasta 219 orang 220 orang

Karyawan Perusahaan Pemerintah 1 orang Tidak Ada

Sumber : Profil Desa Mangunjaya 2010

Kesejahteraan sosial masyarakat tergolong cukup baik dari 1828 KK

hanya terdapat 26 KK yang masuk dalam golongan keluarga miskin sosial dan

hanya 112 rumah yang tidak layak huni (RPJMDes Perubahan Desa Mangunjaya

2008-2012). Keberadaan sungai menurut warga sekitar sangatlah penting, selain

sebagai pemenuhan kebutuhan sehari-hari seperti kegiatan mencuci dan kakus,

sungai Cikadu juga merupakan sumber air untuk sawah irigasi mereka, selain itu

sungai juga digunakan sebagai sumber air minum untuk ternak sekaligus mencuci

ternak mereka.

24

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-F

eb-1

1

4-F

eb-1

1

6-F

eb-1

1

8-F

eb-1

1

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-M

ar-1

1

4-M

ar-1

1

6-M

ar-1

1

8-M

ar-1

1

10

-Mar

-11

12

-Mar

-11

mm

/ha

ri

25

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

/ha

ri

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ch

(m

m)

Probabilitas (%)

26

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.

27

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 R2

sebagai

koefisien determinasi yang menunjukkan seberapa besar kesalahan dalam

y = 50.82x2.578

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

De

bit

Ali

ran

(m

3/s

)

Tinggi Muka Air (m)

28

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 = 50,82X2,578

………………………………………………………………...(27)

Keterangan:

Y = Debit Aliran (m3/detik)

X = Tinggi Muka Air (m)

Dari persamaan regresi ini diperoleh R2 (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 m3/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

1000

20

40

60

17

-Ja

n-1

1

19

-Ja

n-1

1

21

-Ja

n-1

1

23

-Ja

n-1

1

25

-Ja

n-1

1

27

-Ja

n-1

1

29

-Ja

n-1

1

31

-Ja

n-1

1

2-F

eb

-11

4-F

eb

-11

6-F

eb

-11

8-F

eb

-11

10

-Fe

b-1

1

12

-Fe

b-1

1

14

-Fe

b-1

1

16

-Fe

b-1

1

18

-Fe

b-1

1

20

-Fe

b-1

1

22

-Fe

b-1

1

24

-Fe

b-1

1

26

-Fe

b-1

1

28

-Fe

b-1

1

2-M

ar-

11

4-M

ar-

11

6-M

ar-

11

8-M

ar-

11

10

-Ma

r-1

1

12

-Ma

r-1

1

14

-Ma

r-1

1

Cu

rah

Hu

jan

(m

m)

De

bit

(Q

) (m

m)

Waktu (hari)

Curah Hujan Debit (Q)

29

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 m3/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.

30

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 m3/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

270

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

Cu

rah

hu

jan

(m

m)

(m3

/de

tik

)

waktu (jam)

Curah Hujan Debit (Q) Base Flow

0

10

20

30

40

500

2

4

6

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

Cu

rah

hu

jan

(m

m)

(m3

/de

tik

)

waktu (jam)Curah Hujan debit (Q) Base Flow

31

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

1000.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

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

curh

a h

uja

n (

mm

)

(m3

/de

tik

)

waktu (jam)

Curah Hujan debit (Q) Base Flow

32

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

33

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 (Ya2), sub-surface flow

(Ya1), intermediate flow (Yc1), dan Base Flow (Yd1). Aliran ini hanya terjadi bila

tinggi air pada masing-masing tangki melebihi tinggi lubangnya (Ha1, Ha2, Hb1,

dan Hc1). Aliran air disetiap lubang outlet dipengaruhi pula oleh karakteristik

lubang itu sendiri, masing-masing yaitu A0, A1, B0, B1, C0, C1, dan D1 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.

34

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

R2 (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

35

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

1200

10

20

30

40

50

60

70

Cu

rah

hu

jan

(m

m)

(mm

)

Curah Hujan Evapotranspirasi debit (Q)

36

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

rain

fall

(mm

da

y-1

)

surf

ace

flo

w(m

m d

ay

-1)

waktu (hari)

Level_tankA

rainfall

0

40

80

120-2

98

198

298

398

1 11 21 31 41 51

rain

fall

(mm

da

y-1

)

inte

rme

dia

te f

low

(mm

da

y-1

)

Waktu (hari)

Level_tankB

rainfall

0

40

80

1200

30

60

90

1 11 21 31 41 51

rain

fall

(mm

da

y-1

)

sub

-ba

se f

low

(mm

da

y-1

)

waktu (hari)

Level_tankC

rainfall

0

40

80

1200

1000

2000

3000

1 11 21 31 41 51

rain

fall

(mm

da

y-1

)

ba

se f

low

(mm

da

y-1

)

waktu (hari)

Level_tankD

rainfall

37

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(m3/s)

1,897........................................................................(28)

Berdasarkan persamaan regresi hubungan antara debit aliran dengan laju

sedimentasi memiliki koefisien determinasi (R2) 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 = 0.981x1.897

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

Se

dim

en

(Q

s)

(to

n/h

ari

)

Debit Aliran (Q) (m3/s)

38

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.

39

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 R2

= 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

Laju

Se

dim

en

Ob

serv

asi

(QsO

bs)

(to

n/h

ari

)

Laju Sedimen MUSLE (QsMUSLE) (ton/hari)

40

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Tank Model sangat baik dalam menduga keseimbangan air pada Sub-sub

DAS Cikadu karena model ini dapat memberikan informasi mengenai

tinggi muka air dan pola aliran di setiap lapisan DAS. Nilai koefisien

determinasi antara perhitungan model dengan perhitungan lapangan

sebesar 0,75 dan nilai koefisien korelasi sebesar 0,86 membuktikan bahwa

Tank Model dapat digunakan di Sub-sub DAS Cikadu. Karakteristik

aliran air di Sub-sub DAS Cikadu menunjukkan selama 57 hari terdapat

total hujan sebesar 636,9 mm dengan besarnya ETP yang terjadi sebesar

211,384mm dan debit aliran sebesar 215,07 mm yang terjadi sebagai

Surface flow 71,98 mm, Intermediate flow 58,55 mm, Sub-base flow 2,05

mm dan base flow 82,47 mm. Sehingga akan menyimpan air dalam stored

sebesar 209,60 mm.

2. Laju sedimen dan erosi di sub-sub DAS Cikadu masuk dalam kategori

baik yakni kehilangan tanah sedalam 1,29 mm/tahun atau setara dengan

42,10 ton/tahun. Metode MUSLE dalam hal ini dapat mempresentasikan

laju sedimen yang baik dilihat dari besarnya nilai koefisien determinasi

sebesar 0,75.

6.2 Saran

1. Perlu dilakukan sosialisasi atau pelatihan mengenai Aplikasi Tank Model.

2. Perlu dilakukan pengelolaan DAS terpadu dengan menerapkan teknik

konservasi tanah dan air yang tepat.

41

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Cetakan Kedua. Institut Pertanian

Bogor Press, Darmaga, Bogor.

Asdak C. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta

Gadjah Mada University Press.

BPDAS Citarum-Ciliwung. 2009. Model Pengembangan Jasa lingkungan(PES) di

Sub DAS Cisangkuy-DAS Citarum Hulu.[Laporan].

Mori K. 2006. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta : Pradnya Paramita

Arifjaya MN, Kusmana C, Abdulah K, Prasetyo LB, Setiawan BI. 2011.

Application of Tank Model for Predicting Water Balance and Flow

Discharge Components of Cisadane Upper Catchment. Jurnal

Manajemen Hutan Tropika. 17(2): 63-70.

Murtiono, UH. 2008. Kajian Model Estimasi Volume Limpasan Permukaan,

Debit Puncak Aliran, Dan Erosi Tanah Dengan Model Soil

Conservation Servise (Scs), Rasional, Dan Modified Universal Soil Loss

Equation (MUSLE): Studi Kasus di DAS Keduang, Wonogiri. Forum

Geografi. 22(2):169-185

Neitsch SL, Arnold JG, Kiniry JR, Williams JR.2005. Soil And Water Assessment

Tool Theoretical Documentation. Texas. Blackland Research Center.

Purwowidodo. 1986. Tanah dan Erosi. Bogor: Fakultas Kehutanan Institut

Pertanian Bogor.

Rahadian A. 2010. Aplikasi Tank Model Dan Analisis Erosi Berbasis Data SPAS

Di Sub-Sub DAS Cimanuk Hulu, Kabupaten Garut.[Skripsi]. Bogor:

Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Rencana Pembangunan Jangka Menengah Desa [RPJMDes]. Profil Desa

Mangunjaya 2011.

Sahayana CR. 2011.Pendugaan Neraca Air, Erosi, Dan Sedimentasi

Menggunakan Aplikasi Tank Model Dan Musle Di Sub DAS Cilebak-

Cirasea Kabupaten Bandung. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan.

Institut Pertanian Bogor.

Setiawan BI. 2003. Optimasi Parameter Tank Model. Buletin Keteknikan

Pertanian. Vol. 17 No.1:8-20. Bogor.

Seyhan E. 1990. Dasar-dasar hidrologi. Yogyakarta : Penerbit Gagjah Mada

University Press

42

Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Untuk analisis Data. Bandung : Penerbit

NOVA

. 1995. Hidrologi pengukuran dan Pengelolaan Data Aliran Sungai .

Bandung : Penerbit NOVA

Sulistyowati, T. 2010. Aplikasi Tank Model Dalam Analisis Hidrologi Berbasis

Data SPAS Di Sub-Sub DAS Cipedes, Kabupaten Garut.[Skripsi].

Bogor: Fakultas Kehutanan IPB.

Sosrodarsono S, Takeda K. 2003. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: PT.

Pradnya Paramitha.

Suprayogi S, Budi IS, Lilik BP. 2003. Penerapan Beberapa Model

Evapotranspirasi di Daerah Tropika. Buletin Keteknikan Pertanian

17(2):7-13.

Suripin. 2004. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta : Penerbit

ANDI

43

LAMPIRAN

44

Lampiran 1. Dokumentasi Penelitian

Keterangan:

a. Ruang SPAS

b. Sungai Cikadu

c. Sumber Aliran

d. Sawah Irigasi

e. Bentuk SPAS

f. Sawah Irigasi

g. Sawah Irigasi

A

G

F E

D C

B

44

Lampiran 2 Dokumentasi alat yang digunakan dalam penelitian

Keterangan:

a. Data Logger

b. Turbiditymeter

c. ARR (

d. AWLR (

e. GPS

f. Meteran

Lampiran 2 Dokumentasi alat yang digunakan dalam penelitian

Data Logger

Turbiditymeter

ARR (Automatic Rainfall Recorder)

AWLR (Automatic Water Level Recorder)

Meteran

A

E

D C

B

F

45

45

46

Lam

pir

an 3

Pet

a L

ok

asi

Pen

elit

ian

46

47

Lam

pir

an 4

P

eta

Seb

aran

Jen

is T

anah

47

48

Lam

pir

an 5

Pet

a K

eler

angan

48

49

Lam

pir

an 6

P

eta

Pen

ggu

naa

n L

ahan

49

50

Lam

pir

an 7

Pet

a F

un

gsi

Kaw

asan

50

51

Lam

pir

an 8

An

alis

is h

ub

un

gan

deb

it a

lira

n d

engan

tin

ggi

muka

air

di

Sub-s

ub D

AS

Cik

adu

Tan

ggal

Huja

n

Wak

tu h

uja

n

Jara

k

wak

tu

(average)

V

air

T

MA

A

P

R

Q

N

S

^0.5

V

Man

nin

g

Q

Man

nin

g

(m)

(s)

(m/s

) (m

) (m

2)

(m)

(m)

(M3/s

) (m

3/s

)

18-N

ov-1

1

3

2.1

3

1.3

9926

0.1

4

0.1

4

2.2

8

0.0

01

0.1

96

0.0

25

27.8

34

2.2

47

0.3

15

18-N

ov-1

1

3

1.9

3

1.5

3597

0.1

6

0.1

6

2.3

2

0.0

02

0.2

46

0.0

25

24.2

20

2.8

34

0.4

53

18-N

ov-1

1

16

.39

-17

.00

3

1.7

7

1.6

6036

0.2

4

0.2

4

2.4

8

0.0

03

0.3

98

0.0

25

13.2

97

5.5

81

1.3

39

20-N

ov-1

1

3

1.7

0

1.7

2219

0.2

6

0.2

6

2.5

2

0.0

04

0.4

48

0.0

25

12.1

34

6.3

43

1.6

49

20-N

ov-1

1

14

.08

-15

.11

3

1.4

3

2.0

4649

0.2

4

0.2

4

2.4

8

0.0

03

0.4

91

0.0

25

16.3

89

5.5

81

1.3

39

30-D

ec-1

1

3

1.3

3

2.2

5435

0.1

2

0.1

2

2.2

4

0.0

01

0.2

71

0.0

25

58.9

14

1.7

10

0.2

05

31-D

ec-1

1

07

.41

-09

.01

3

1.7

0

1.7

2376

0.2

5

0.2

5

2.5

0

0.0

03

0.4

31

0.0

25

12.9

28

5.9

59

1.4

90

1-

Jan -

12

1

1.5

6-1

4.3

4

3

1.1

7

2.4

7697

0.6

0

0.6

0

3.2

0

0.0

12

1.4

86

0.0

25

5.2

84

20.9

50

12.5

70

27-J

an-1

2

05

.44

-07

.46

3

1.8

0

1.7

10

0.1

2

0.1

2

2.2

4

0.0

01

0.2

05

0.0

25

44.6

92

1.7

10

0.2

05

Ket

eran

gan

:

V a

ir

= K

ecep

atan

Pel

amp

un

g

TM

A

= T

ing

gi

Mu

ka

Air

A

= L

uas

Pen

amp

ang m

elin

tan

g b

asah

P

= K

elil

ing B

asah

R

= R

adiu

s H

idro

lik

N

= K

oef

isie

n k

ekas

aran

sal

ura

n Manning

51

52

Lampiran 8 (lanjutan)

log TMA

Log Q

-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-1.0

1.0

0.5

0.0

-0.5

scatterplot of Log QManning Vs Log TMA

Regression Analysis: Log Q versus log TMA The regression equation is

Log Q = 1.71 + 2.58 log TMA

Predictor Coef SE Coef T P

Constant 1.70603 0.02550 66.91 0.000

log TMA 2.57856 0.03574 72.14 0.000

S = 0.0223734 R-Sq = 99.9% R-Sq(adj) = 99.8%

Analysis of Variance

Source DF SS MS F P

Regression 1 2.6054 2.6054 5204.88 0.000

Residual Error 7 0.0035 0.0005

Total 8 2.6089

Unusual Observations

Obs log TMA Log Q Fit SE Fit Residual St Resid

8 -0.222 1.09933 1.13398 0.01807 -0.03466 -2.63R

R denotes an observation with a large standardized residual.

52

53

Lampiran 9 Analisis Hubungan debit aliran dengan laju sedimentasi di Sub-sub DAS

Cikadu

Tabel hasil pengukuran laju sedimen di lapangan

Tanggal Hujan TMA Q Cs Qs

(m) (M^3/s)

(ppm)atau

(mg/l) (ton/hari)

18-Nov-11 0.14 0.196 4.8 0.034908

18-Nov-11 0.16 0.246 7 0.072986

18-Nov-11 0.24 0.398 13 0.404744

20-Nov-11 0.26 0.448 15.2 0.587312

20-Nov-11 0.24 0.491 11.2 0.348703

30-Dec-11 0.12 0.271 6.6 0.031667

31-Dec-11 0.25 0.431 10.8 0.375399

1-Jan-12 0.60 1.486 2.2 0.811525

27-Jan-12 0.12 0.205 4.8 0.02303

Log Q

Log Qs

0.20.10.0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

Scatter plot of Log Qs dan Log QQs = 0.981Q^1.897

Regression Analysis: Log Qs versus Log Q The regression equation is

Log Qs = - 0.008 + 1.90 Log Q


Constant -0.0081 0.2303 -0.04 0.973

Log Q 1.8975 0.4650 4.08 0.005

S = 0.355205 R-Sq = 70.4% R-Sq(adj) = 66.2%


Source DF SS MS F P

Regression 1 2.1011 2.1011 16.65 0.005


Total 8 2.9843


Obs Log Q Log Qs Fit SE Fit Residual St Resid

8 0.172 -0.091 0.318 0.302 -0.409 -2.18RX


X denotes an observation whose X value gives it large influence.

53

54

Lampiran 10 Contoh perhitungan hidrograf tanggal 18 Januari 2011 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 0.2 0.134 0.134 0 0 0

0.8 0.451 0.134 0.317 5991.3 0.607267383

0.2 0.215 0.134 0.081 1530.9 0.155169268

1.4 0.451 0.134 0.317 5991.3 0.607267383

5 0.703 0.134 0.569 10754.1 1.090016217

12 0.802 0.134 0.668 12625.2 1.279667545

4 1.577 0.134 1.443 27272.7 2.764311778

8 0.703 0.134 0.569 10754.1 1.090016217

1.4 0.134 0.134 0 0 0

Total 33 5.17 1.206 3.964 74919.6 7.5937

Luas Catchment area = 986,6 ha = 9866000 m2

Waktu Interval Pengamatan = 5,25 Jam = 18.900 detik

Tebal DRO =(�� ! �� " # $�% &��'() ! *'�+ , � �)

-% . /0123451 0640

= (3,964 m3/s x 18.900 detik) = 7,5937 mm

9866000

Koefisien limpasan = �4708 �� (33)

�� (33)

= 7,5937 mm = 0,34

33 mm

54

55

Lampiran 11 Perhitungan debit aliran

Keterangan: a = 3 m d = 0.6 m

b = 1 m e = 4.2 m

c = 1 m f = 2,35 m

Contoh perhitungan debit untuk TMA ≤ 0,6 m, tanggal 31 Desember 2011

A = TMA x b ................................................................................................... (33)

P = 2 x (TMA + b) .......................................................................................... (34)

Diketahui : Tinggi muka air sungai 0,25 m, koefisien kekasaran Manning untuk beton

sebesar 0,025. S1/2

(persen kemiringan) sebesar 4.

A = 0,25 m x 1 m P = 2 x (0,25 m + 1 m)

A = 0,25 m2 P = 2,5 m

R = A/P

R = 0,25 m2/ 2,5 m

R = 0,1 m

R2/3

= 0,0033 m

V = (R2/3

x S0,5

)/0,025

V = (0,0033 x 12,92)/0,025

V = 5.95 m/s

Q = 0,25 m2 x 5,95 m/s

Q = 1,48 m3/s

a

b

c

d

e

f

55

56

Lampiran 12 Contoh perhitungan evapotranspirasi dengan data ch (mm), suhu (oc),

radiasi matahari (Rs), dan kelembaban relative (RH) di SPAS Cikadu.

Lintang -7.0253

Bujur 107.3555

altitude 1089.3

Date Hujan (mm) Tave (oC)

RS (MJ/s) RH (%) KA(m/s) ETP ETA

1/17/2011 46 20.16 14.37 91.77 0.152 3.75 2.44

1/18/2011 33 20.07 15.36 91.72 0.152 3.98 2.59

1/19/2011 12 19.82 18.15 91.6 0.152 4.62 3

1/20/2011 5 19.73 19.09 91.56 0.152 4.83 3.14

1/21/2011 0 19.6 20.5 91.49 0.152 5.15 3.34

1/22/2011 0 19.66 19.9 91.52 0.152 5.01 3.26

1/23/2011 0 19.64 20.08 91.51 0.152 5.05 3.28

1/24/2011 1 19.68 19.67 91.53 0.152 4.96 3.22

1/25/2011 0 19.74 19.06 91.56 0.152 4.82 3.13

1/26/2011 0 19.73 19.12 91.56 0.152 4.83 3.14

1/27/2011 0 19.58 20.82 91.49 0.152 5.22 3.39

1/28/2011 6 19.74 19.05 91.57 0.152 4.82 3.13

1/29/2011 1 19.68 19.72 91.54 0.152 4.97 3.23

1/30/2011 10 19.79 18.53 91.59 0.152 4.7 3.06

1/31/2011 3 19.7 19.48 91.55 0.152 4.92 3.2

2/1/2011 7 19.75 18.95 91.58 0.152 4.8 3.12

2/2/2011 17 19.87 17.62 91.64 0.152 4.49 2.92

2/3/2011 19 19.89 17.37 91.65 0.152 4.44 2.88

2/4/2011 36 20.1 15.1 91.76 0.152 3.92 2.55

2/5/2011 41 20.15 14.52 91.78 0.152 3.78 2.46

2/6/2011 49 20.15 14.52 91.78 0.152 3.78 2.46

2/7/2011 38 20.12 14.85 91.77 0.152 3.86 2.51

2/8/2011 23 19.94 16.87 91.68 0.152 4.32 2.81

2/9/2011 9 19.77 18.75 91.6 0.152 4.75 3.09

2/10/2011 5 19.72 19.3 91.58 0.152 4.88 3.17

2/11/2011 11 19.79 18.5 91.61 0.152 4.69 3.05

2/12/2011 14 19.83 18.1 91.63 0.152 4.6 2.99

2/13/2011 0 19.82 18.22 91.63 0.152 4.63 3.01

2/14/2011 0 19.58 20.95 91.51 0.152 5.25 3.41

2/15/2011 0 19.56 21.15 91.5 0.152 5.29 3.44

2/16/2011 0 19.59 20.77 91.52 0.152 5.21 3.38

2/17/2011 7 19.74 19.06 91.6 0.152 4.82 3.13

2/18/2011 21 19.91 17.18 91.68 0.152 4.39 2.86

2/19/2011 12 19.8 18.4 91.63 0.152 4.67 3.04

2/20/2011 33 20.06 15.57 91.76 0.152 4.02 2.62

2/21/2011 30 20.02 15.98 91.74 0.152 4.12 2.68

2/22/2011 39 20.13 14.76 91.8 0.152 3.84 2.49

2/23/2011 23 19.93 16.92 91.7 0.152 4.33 2.82

2/24/2011 11 19.79 18.53 91.63 0.152 4.7 3.06

2/25/2011 7 19.74 19.07 91.61 0.152 4.82 3.13

2/26/2011 4 19.7 19.47 91.59 0.152 4.91 3.19

2/27/2011 0 19.8 18.33 91.64 0.152 4.65 3.03

2/28/2011 0 19.68 19.68 91.58 0.152 4.96 3.22

CommandButton

56

57

Lampiran 13 Data tinggi muka air hasil pengukuran alat SPAS Cikadu

Bulan

(m)

Tanggal Januari Februari Maret

1 - 0.12 0.12

2 - 0.16 0.12

3 - 0.16 0.12

4 - 0.28 0.12

5 - 0.33 0.12

6 - 0.33 0.16

7 - 0.26 0.15

8 - 0.20 0.12

9 - 0.12 0.12

10 - 0.12 0.12

11 - 0.14 0.10

12 - 0.14 0.12

13 - 0.10 0.10

14 - 0.10 0.10

15 - 0.10 -

16 - 0.10 -

17 0.33 0.11 -

18 0.28 0.14 -

19 0.16 0.16 -

20 0.12 0.16 -

21 0.10 0.19 -

22 0.10 0.20 -

23 0.10 0.20 -

24 0.10 0.14 -

25 0.10 0.11 -

26 0.10 0.10 -

27 0.10 0.10 -

28 0.12 0.10 -

29 0.10 -

30 0.15 -

31 0.12 -

TMA Max 0.33 0.33 0.16

TMA Min 0.10 0.10 0.10

TMA rata-rata 0.14 0.16 0.12

57

58

Lampiran 14 Data curah hujan harian bulan Januari – Maret 2011

Bulan (mm)


1 - 7 8

2 - 17 3

3 - 19 0

4 - 36 5

5 - 41 0

6 - 49 14

7 - 38 6

8 - 23 1

9 - 9 5

10 - 5 1

11 - 11 0

12 - 14 8

13 - 0 1

14 - 0 0

15 - 0 -

16 - 0 -

17 46 7 -

18 33 21 -

19 12 12 -

20 5 33 -

21 0 30 -

22 0 39 -

23 0 23 -

24 1 11 -

25 0 7 -

26 0 4 -

27 0 0 -

28 6 0 -

29 1

-

30 10

-

31 3

-

CH max 46.00 49.00 14.00

CH min 0 0 0

CH rata-rata 7.80 16.29 3.71

CH total 117 456 44

58

59

Lampiran 15 Data Debit aliran harian bulan Januari – Maret 2011

Bulan(mm)

Tanggal Jan Peb Mar

1 - 1.882 1.882

2 - 3.950 1.882

3 - 3.950 1.882

4 - 16.718 1.882

5 - 25.535 1.882

6 - 25.535 3.950

7 - 13.810 3.345

8 - 7.022 1.882

9 - 1.882 1.882

10 - 1.882 1.882

11 - 2.800 1.176

12 - 2.800 1.882

13 - 1.176 1.176

14 - 1.176 1.176

15 - 1.176 -

16 - 1.176 -

17 25.535 1.504 -

18 16.718 2.800 -

19 3.950 3.950 -

20 1.882 3.950 -

21 1.176 6.152 -

22 1.176 7.022 -

23 1.176 7.022 -

24 1.176 2.800 -

25 1.176 1.504 -

26 1.176 1.176 -

27 1.176 1.176 -

28 1.882 1.176 -

29 1.176 -

30 3.345 -

31 1.882 -

Q max 25.535 25.535 3.950

Q min 1.176 1.176 1.176

Q rata-rata 4.307 5.454 1.983

Q total 64.601 152.701 27.758

59

60

Lampiran 16 Data laju sedimentasi harian bulan Januari – Maret 2011

Bulan(Ton/Hari)


1 - 0.053062 0.053062041

2 - 0.216667 0.053062041

3 - 0.216667 0.053062041

4 - 3.344736 0.053062041

5 - 7.470085 0.053062041

6 - 7.470085 0.216666912

7 - 2.327897 0.158022553

8 - 0.645250 0.053062041

9 - 0.053062 0.053062041

10 - 0.053062 0.053062041

11 - 0.112768 0.021754583

12 - 0.112768 0.053062041

13 - 0.021755 0.021754583

14 - 0.021755 0.021754583

15 - 0.021755 -

16 - 0.021755 -

17 7.470085 0.034672 -

18 3.344736 0.112768 -

19 0.216667 0.216667 -

20 0.053062 0.216667 -

21 0.021755 0.502095 -

22 0.021755 0.645250 -

23 0.021755 0.645250 -

24 0.021755 0.112768 -

25 0.021755 0.034672 -

26 0.021755 0.021755 -

27 0.021755 0.021755 -

28 0.053062 0.021755 -

29 0.021755 -

30 0.158023 -

31 0.265418 -

Qs Max 7.470085 7.470085 0.216667

Qs Min 0 0 0

Qs rata-

rata 0.782339 0.883900 0.065537

Qs Total 11.735090 24.749199 0.917512

60

61

Lampiran 17 Data tinggi muka air (TMA) tertinggi untuk debit puncak (Qpeak)

Bulan (m)


1 - 0.14 0.13

2 - 0.2 0.14

3 - 0.2 0.14

4 - 0.31 0.33

5 - 0.36 0.14

6 - 0.35 0.1

7 - 0.33 0.16

8 - 0.24 0.14

9 - 0.14 0.14

10 - 0.14 0.13

11 - 0.16 0.12

12 - 0.17 0.15

13 - 0.14 0.11

14 - 0.12 0.10

15 - 0.12 -

16 - 0.14 -

17 0.26 0.14 -

18 0.3 0.15 -

19 0.17 0.19 -

20 0.14 0.21 -

21 0.14 0.25 -

22 0.12 0.22 -

23 0.12 0.21 -

24 0.12 0.15 -

25 0.12 0.15 -

26 0.14 0.12 -

27 0.12 0.12 -

28 0.16 0.12 -

29 0.14

- -

30 0.17

- -

31 0.14

- -

Max 0.30 0.36 0.33

Min 0.12 0.12 0.10

Rata-rata 0.16 0.19 0.15

62

Lampiran 18 Faktor Erodibilitas Tanah (K)

Kode Tipe Tanah Nilai K

1 Tanah eutropikorganik 0.301

2 Tanah hidromorphic alluvial 0.156

3 Tanah abu-abu alluvial 0.259

4 Tanah alluvial coklatkeabu-abuan 0.315

5 Alluvial abu-abudan alluvial coklatkeabu-abuan 0.193

6 Komplekstanah alluvial abu-abudantanahhumicabu-abu 0.205

7 Komplekstanah alluvial abu-abudantanahhumicrendahabu-abu 0.202

8 Komplektnahhydromorficabu-abudanplanosolcoklatkeabu-abuan 0.301

9 Planosolcoklatkeabu-abuan 0.251

10 Komplektanahlitosoldantanahmediteranmerah 0.215

11 Regosolabu-abu 0.304

12 Komplekregosolabu-abudanlitosol 0.172

13 Regosolcoklat 0.346

14 Regosolcoklatkekunig-kuningan 0.331

15 Regosolabu-abukekuning-kuningan 0.301

16 Komplekregosoldanlitosol 0.302

17 Andosolcoklat 0.278

18 Andosolcoklatkekuning-kunigan 0.223

19 Komplekandosolcoklatdanregosolcoklat 0.271

20 Komplekrensinas, litosoldantanahhutancoklat 0.157

21 Grumosolabu-abu 0.176

22 Grumosolabu-abuhitam 0.187

23 Komplekgrumosol, regosoldantanahmediteran 0.201

24 Komplektanahmediterancoklatdanlitosol 0.323

25 Komplektanahmenditerandangrumosol 0.275

26 Komplektanahmenditerancoklatkemerahandanlitosol 0.188

27 Latosolcoklat 0.175

28 Latosolcoklatkemerahan 0.121

29 Latosolcoklathitamkemerahan 0.058

30 Latosolcoklatkekuningan 0.082

31 Latosolmerah 0.075

32 Latosolmerahkekuningan 0.054

33 Komplekslatosolcoklatdanregosolabu-abu 0.186

34 Komplekslatosolcoklatdankekuningan 0.091

35 Komplekslatosolcoklatkemerahandanlatosolcoklat 0.067

36 Komplekslatosolmerah, latosolcoklatkemerehandanlitosol 0.062

37 Komplekslatosolmerahdanlatosolcoklatkemerahan 0.061

38 Komplekslatosolmerahkekuningan,

latosolcoklatkemerahandanlatosol

0.064

39 Kompleklatosolcoklatkemerahandanlitosol 0.075

40 Komplekslatosolmerahkekuningan,

latosolcoklatpodsolikmerahkekuningandanlitosol

0.116

41 Tanah podsolikkuning 0.167

42 Tanah podsolikmerahkekunigan 0.166

43 Tanah podsolikmerah 0.158

47 Kompleklateritikmerahkekuningandantanahpodsolikmerahkekunin

gan

0.175

63

Kode Tipe Tanah Nilai K

Sumber: PuslitbangPengairan Bandung dalamHendrawan (2004)

Lampiran 19 Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)

Kemiringan NilaiFaktor LS

0-8 0,25

8-15 1,2

15-25 4,25

25-40 9,5

>40 12

Lampiran 20 Faktor konservasi tanah (P)

No Tindakan Khusus Konservasi tanah Nilai P

1 Teras bangku :

- Konstuksi baik

- Konstruksi sedang

- Konstruksi kurang baik

- Teras tradisional

0,04

0,15

0,35

0,40

2 Strip tumbuhan rumput Bahia 0,40

3 Pengelolahan tanah dan penanaman menurut garis

kontur :

- Kemiringan 0 – 8 %

- Kemiringan 9 – 20 %

- Kemiringan lebih dari 20 %

0,50

0,75

0,90

4 Tanpa tindakan konservasi 1,00

64

Lampiran 21 Faktor penggunaan lahan( C )

No Macam pengunaan lahan Nilai faktor C

1 Tanah terbuka/tanpa tanaman 1,0

2 Sawah 0,01

3 Tegalan tidak dispesifikasi 0,7

4 Ubi kayu 0,8

5 Jagung 0,7

6 Kedelai 0,399

7 Kentang 0,4

8 Kacang tanah 0,2

9 Padi 0,561

10 Tebu 0,2

11 Pisang 0,6

12 Akar wangi (sereh wangi) 0,4

13 Rumput Bede (tahun pertama) 0,287

14 Rumput Bede (tahun kedua) 0,002

15 Kopi dengan penutup tanah buruk 0,2

16 Talas 0,85

17 Kebun Campuran :

- Kerapatan tinggi

- Kerapatan sedang

- Kerapatan rendah

0,1

0,2

0,5

18 Perladangan 0,4

19 Hutan alam :

- Serasah banyak

- Serasah kurang

0,001

0,005

20 Hutan Produksi :

- Tebang habis

- Tebang pilih

0,5

0,2

21 Semak belukar/padang rumput 0,3

22 Ubi kayu + Kedelai 0,181

23 Ubi kayu + kacang tanah 0,195

24 Padi – Sorghum 0,345

25 Padi – Kedelai 0,417

26 Kacang tanah + Gude 0,495

27 Kacang tanah + Kacang tunggak 0,571

28 Kacang tanah + Mulsa jerami 4 ton/ha 0,049

29 Padi + Mulsa jerami 4 ton/ha 0,096

30 Kacang Tanah + Mulsa jagung 4 ton/ha 0,128

31 Kacang tanah + Mulsa Crotolaria 3 ton/ha 0,136

32 Kacang tanah + Mulsa jerami 2 ton/ha 0,377

33 Padi + Mulsa Clotoria 3 ton/ha 0,387

34 Pola tanam tumpang gilir **) + Mulsa jerami 0,079

35 Pola tanam berurutan ***) + Mulsa sisa tanaman 0,357

36 Alang-alang murni subur 0,001

Sumber : Purwowidodo 1986

65

Lampiran 22 Analisis hubungan laju sedimen MUSLE dan laju sedimen

observasi

Regression Analysis: Log Qs (MUSLE) versus Log Qs (Obs) The regression equation is

Log Qs (MUSLE) = 4.16 + 1.90 Log Qs (Obs)


Constant 4.1601 0.6883 6.04 0.000

Log Qs (Obs) 1.9044 0.1681 11.33 0.000

S = 0.860931 R-Sq = 70.4% R-Sq(adj) = 69.8%


Source DF SS MS F P

Regression 1 95.103 95.103 128.31 0.000


Total 55 135.128


Log

Qs Log Qs

Obs (Obs) (MUSLE) Fit SE Fit Residual St Resid

1 -2.47 -0.771 -0.543 0.287 -0.227 -0.28 X

14 -3.57 -4.558 -2.639 0.139 -1.919 -2.26R

18 -2.47 -0.863 -0.543 0.287 -0.320 -0.39 X

19 -2.12 -0.474 0.121 0.342 -0.595 -0.75 X

20 -2.12 -0.301 0.121 0.342 -0.422 -0.53 X

32 -3.94 -1.460 -3.347 0.116 1.887 2.21R

34 -3.66 -0.934 -2.807 0.131 1.873 2.20R


X denotes an observation whose X value gives it large influence.

Log Qs (Obs)

Log Qs (MUSLE)

-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.0

0

-1

-2

-3

-4

-5

Scatterplot of Log Qs (MUSLE) vs Log Qs (Obs)

66

Lam

pir

an 2

3 T

abel

has

il v

erif

ikas

i dan

opti

mas

i Tank Model

Tan

ggal

Q

Cal

QO

bs

CH

(mm

)

ET

(mm

)

Su

rface

Flo

w

Inte

rmed

iate

d

Flo

w

Su

b-

base

flow

Base

flow

TM

A

Tan

k A

(mm

)

TM

A

Tan

k B

(mm

)

TM

A

Tan

k C

(mm

)

TM

A T

an

k

D (

mm

)

1/1

8/2

01

1

6.5

17

1

6.7

18

3

3

3.9

8

4.7

49

66

6

0.4

45

32

2

0

1.3

22

22

5

5.8

75

05

9

25

.39

45

1

2.1

84

33

9

80

1.1

93

02

1/1

9/2

01

1

2.2

15

3

.95

1

2

4.6

2

0.2

35

79

1

0.6

53

59

8

0

1.3

25

30

2

4.4

86

24

9

31

.25

20

07

3

.14

04

03

8

03

.05

75

76

1/2

0/2

01

1

1.9

66

1

.88

2

5

4.8

3

0

0.6

36

67

0

1

.32

91

15

1

.87

97

97

3

0.7

75

92

8

3.5

82

92

8

05

.36

78

06

1/2

1/2

01

1

1.7

79

1

.17

6

0

5.1

5

0

0.4

46

11

2

0

1.3

32

69

-0

.68

78

4

25

.41

67

44

3

.44

46

9

80

7.5

34

05

4

1/2

2/2

01

1

1.5

67

1

.17

6

0

5.0

1

0

0.2

31

55

0

1

.33

54

7

-1.4

41

82

7

19

.38

24

68

2

.97

32

9

80

9.2

18

69

7

1/2

3/2

01

1

1.3

69

1

.17

6

0

5.0

5

0

0.0

31

63

2

0

1.3

37

22

6

-1.6

83

15

9

13

.76

00

32

2

.36

40

98

8

10

.28

27

99

1/2

4/2

01

1

1.3

38

1

.17

6

1

4.9

6

0

0

0

1.3

37

99

9

-1.3

97

40

4

9.3

86

55

5

1.7

77

91

8

10

.75

07

1

1/2

5/2

01

1

1.3

38

1

.17

6

0

4.8

2

0

0

0

1.3

37

81

9

-1.6

13

02

3

5.0

85

36

5

1.2

09

83

4

81

0.6

41

77

7

1/2

6/2

01

1

1.3

37

1

.17

6

0

4.8

3

0

0

0

1.3

36

74

2

-1.6

81

68

4

1.1

41

67

3

0.6

73

78

8

80

9.9

89

43

4

1/2

7/2

01

1

1.3

35

1

.17

6

0

5.2

2

0

0

0

1.3

34

82

1

-1.7

98

56

4

-2.5

81

94

1

0.1

67

81

9

80

8.8

25

07

5

1/2

8/2

01

1

1.3

33

1

.88

2

6

4.8

2

0

0

0

1.3

32

57

7

0.2

90

29

-1

.70

52

14

-0

.02

66

71

8

07

.46

54

08

1/2

9/2

01

1

1.3

3

1.1

76

1

4

.97

0

0

0

1

.33

00

25

-0

.79

39

25

-3

.09

48

44

-0

.21

27

38

8

05

.91

92

95

1/3

0/2

01

1

1.3

28

3

.34

5

10

4

.7

0

0

0

1.3

27

78

8

1.9

79

22

5

1.2

14

22

5

-0.0

27

26

4

80

4.5

63

81

3

1/3

1/2

01

1

1.3

26

1

.88

2

3

4.9

2

0

0

0

1.3

25

78

3

0.4

12

42

9

1.8

98

34

4

0.1

08

85

8

03

.34

85

95

2/1

/20

11

1

.32

4

1.8

82

7

4

.8

0

0

0

1.3

24

15

3

1.3

11

82

1

4.3

00

17

2

0.3

31

20

6

80

2.3

60

86

4

2/2

/20

11

1

.83

8

3.9

5

17

4

.49

0

.48

01

63

0

.03

45

06

0

1

.32

37

43

4

.56

14

36

1

3.8

40

87

3

1.0

58

77

4

80

2.1

12

56

9

2/3

/20

11

3

.53

4

3.9

5

19

4

.44

1

.76

91

3

0.4

40

02

2

0

1.3

25

21

2

4.9

58

02

2

5.2

45

47

5

2.1

81

04

4

80

3.0

02

74

8

2/4

/20

11

8

.88

4

16

.71

8

36

3

.92

6

.35

67

82

1

.19

74

64

0

1

.32

99

9

6.3

61

58

4

6.5

47

52

2

4.1

59

84

1

80

5.8

98

10

9

2/5

/20

11

1

3.5

11

2

5.5

35

4

1

3.7

8

10

.17

93

38

1

.99

25

12

0

1

.33

89

01

4

.69

31

06

6

8.9

07

19

4

6.6

34

15

9

81

1.2

97

84

2

2/6

/20

11

1

8.2

4

25

.53

5

49

3

.78

1

4.0

65

08

1

2.8

22

14

1

0

1.3

52

45

9

2.9

97

05

1

92

.23

94

02

9

.41

92

23

8

19

.51

29

42

2/7

/20

11

1

1.3

64

1

3.8

1

38

3

.86

6

.51

31

77

3

.23

92

96

0

.24

16

7

1.3

69

61

7

6.2

93

31

7

10

3.9

71

34

6

11

.34

23

88

8

29

.90

98

1 66

67

Tan

ggal

Q

Cal

QO

bs

CH

(mm

)

ET

(mm

)

Su

rface

Flo

w

Inte

rmed

iate

d

Flo

w

Su

b-

base

flow

Base

flow

TM

A

Tan

k A

(mm

)

TM

A

Tan

k B

(mm

)

TM

A

Tan

k C

(mm

)

TM

A T

an

k

D (

mm

)

2/8

/20

11

8

.37

5

7.0

22

2

3

4.3

2

3.2

31

44

1

3.3

10

01

8

0.4

44

65

3

1.3

88

56

6

5.4

07

93

9

10

5.9

60

30

3

12

.22

62

5

84

1.3

91

69

2/9

/20

11

4

.85

3

1.8

82

9

4

.75

0

3

.02

02

88

0

.42

49

55

1

.40

73

07

3

.53

34

38

9

7.8

12

01

9

12

.14

04

78

8

52

.74

76

99

2/1

0/2

01

1

4.3

46

1

.88

2

5

4.8

8

0

2.6

38

36

6

0.2

83

09

2

1.4

24

74

6

1.5

74

96

8

7.0

70

98

7

11

.52

27

58

8

63

.31

47

23

2/1

1/2

01

1

4.0

01

2

.8

11

4

.69

0

2

.41

29

1

0.1

46

80

6

1.4

40

93

5

3.0

46

78

8

0.7

30

33

7

10

.92

93

18

8

73

.12

43

41

2/1

2/2

01

1

3.9

31

2

.8

14

4

.6

0.0

92

02

8

2.3

22

23

1

0.0

60

02

7

1.4

56

32

4

.44

20

16

7

8.1

80

09

4

10

.55

14

5

88

2.4

46

61

2/1

3/2

01

1

3.4

2

1.1

76

0

4

.63

0

1

.94

93

27

0

1

.47

01

94

0

.22

66

03

6

7.6

92

66

1

9.7

23

91

8

89

0.8

53

46

9

2/1

4/2

01

1

3.0

13

1

.17

6

0

5.2

5

0

1.5

31

42

9

0

1.4

82

04

5

-1.2

20

00

6

55

.93

98

28

8

.52

88

08

8

98

.03

45

46

2/1

5/2

01

1

2.6

35

1

.17

6

0

5.2

9

0

1.1

43

15

2

0

1.4

91

66

4

-1.6

74

00

3

45

.02

00

66

7

.20

69

6

90

3.8

63

33

8

2/1

6/2

01

1

2.3

02

1

.17

6

0

5.2

1

0

0.8

03

11

4

0

1.4

99

10

2

-1.7

93

74

9

35

.45

69

42

5

.91

28

9

08

.37

01

52

2/1

7/2

01

1

2.1

84

1

.50

4

7

4.8

2

0

0.6

78

70

3

0

1.5

05

06

2

0.6

29

51

6

31

.95

80

43

5

.03

72

02

9

11

.98

16

19

2/1

8/2

01

1

3.8

38

2

.8

21

4

.39

1

.37

18

65

0

.95

49

33

0

1

.51

11

53

4

.83

57

91

3

9.7

26

66

2

5.1

21

42

8

91

5.6

72

54

7

2/1

9/2

01

1

2.5

84

3

.95

1

2

4.6

7

0

1.0

66

39

2

0

1.5

17

65

4

4.3

90

65

8

42

.86

12

89

5

.37

24

68

9

19

.61

19

66

2/2

0/2

01

1

8.6

3

.95

3

3

4.0

2

5.4

23

85

7

1.6

49

64

7

0

1.5

26

18

6

6.0

82

49

3

59

.26

45

5

6.5

92

02

8

92

4.7

81

62

2/2

1/2

01

1

8.6

77

6

.15

2

30

4

.12

5

.02

74

75

2

.11

25

55

0

1

.53

71

71

5

.96

05

36

7

2.2

83

23

3

8.0

66

12

3

93

1.4

37

59

9

2/2

2/2

01

1

13

.00

6

7.0

22

3

9

3.8

4

8.7

35

95

8

2.7

18

77

8

0

1.5

51

26

6

5.3

23

11

3

89

.33

24

63

9

.93

55

56

9

39

.97

83

57

2/2

3/2

01

1

7.5

65

7

.02

2

23

4

.33

3

.00

17

59

2

.84

45

79

0

.15

11

07

1

.56

72

85

5

.33

72

7

92

.87

04

32

1

0.9

48

04

5

94

9.6

85

01

4

2/2

4/2

01

1

4.4

35

2

.8

11

4

.7

0

2.6

68

19

8

0.1

83

07

1

1.5

83

56

4

4.1

99

51

6

87

.90

99

51

1

1.0

87

22

6

95

9.5

49

23

5

2/2

5/2

01

1

4.0

99

1

.50

4

7

4.8

2

0

2.3

98

82

9

0.1

01

51

6

1.5

99

08

5

2.4

69

70

9

80

.33

43

03

1

0.7

32

10

7

96

8.9

54

38

1

2/2

6/2

01

1

3.6

74

1

.17

6

4

4.9

1

0

2.0

61

19

2

0

1.6

13

22

6

0.9

03

23

3

70

.83

87

21

1

0.0

23

56

9

77

.52

25

68

2/2

7/2

01

1

3.2

77

1

.17

6

0

4.6

5

0

1.6

51

38

5

0

1.6

25

46

7

-0.8

64

87

5

9.3

13

45

7

8.9

02

67

1

98

4.9

39

97

2

2/2

8/2

01

1

2.8

94

1

.17

6

0

4.9

6

0

1.2

58

70

6

0

1.6

35

52

3

-1.4

83

90

1

48

.26

98

68

7

.60

93

75

9

91

.03

36

58

3/1

/20

11

2

.74

2

1.8

82

8

4

.79

0

1

.09

82

51

0

1

.64

39

85

1

.06

97

7

43

.75

72

67

6

.66

65

35

9

96

.16

11

93

3/2

/20

11

2

.54

8

1.8

82

3

4

.94

0

0

.89

65

54

0

1

.65

10

17

0

.12

82

74

3

8.0

84

83

3

5.8

20

12

7

10

00

.42

19

6

67

68

Tan

ggal

Q

Cal

QO

bs

CH

(mm

)

ET

(mm

)

Su

rface

Flo

w

Inte

rmed

iate

d

Flo

w

Su

b-

base

flow

Base

flow

TM

A

Tan

k A

(mm

)

TM

A

Tan

k B

(mm

)

TM

A

Tan

k C

(mm

)

TM

A T

an

k

D (

mm

)

3/3

/20

11

2

.28

5

1.8

82

0

5

.33

0

0

.62

82

98

0

1

.65

64

91

-1

.26

98

48

3

0.5

40

47

8

4.8

96

59

6

10

03

.73

91

77

3/4

/20

11

2

.15

4

1.8

82

5

4

.87

0

0

.49

31

67

0

1

.66

07

65

0

.10

25

99

2

6.7

40

08

2

4.1

84

73

8

10

06

.32

90

52

3/5

/20

11

1

.94

8

1.8

82

0

5

.26

0

0

.28

41

96

0

1

.66

37

85

-1

.26

05

37

2

0.8

63

07

3

3.4

39

26

3

10

08

.15

86

92

3/6

/20

11

2

.07

9

3.9

5

14

4

.59

0

0

.41

24

73

0

1

.66

65

84

3

.21

39

66

2

4.4

70

69

2

3.3

10

26

8

10

09

.85

45

07

3/7

/20

11

2

.09

6

3.3

45

6

4

.83

0

0

.42

69

74

0

1

.66

93

16

1

.82

68

99

2

4.8

78

50

5

3.2

73

49

9

10

11

.51

02

41

3/8

/20

11

1

.96

3

1.8

82

1

4

.98

0

0

.29

18

16

0

1

.67

15

89

-0

.32

45

76

2

1.0

77

37

7

3.0

01

50

8

10

12

.88

74

29

3/9

/20

11

1

.89

9

1.8

82

5

4

.86

0

0

.22

56

78

0

1

.67

34

24

0

.39

52

95

1

9.2

17

33

5

2.7

42

40

6

10

13

.99

95

99

3/1

0/2

01

1

1.7

64

1

.88

2

1

4.9

8

0

0.0

89

64

1

0

1.6

74

61

4

-0.7

64

14

1

15

.39

14

62

2

.35

84

66

1

01

4.7

20

59

2

3/1

1/2

01

1

1.6

75

1

.17

6

0

4.9

0

0

0

1

.67

49

73

-1

.43

82

35

1

0.7

48

81

8

1.8

62

93

4

10

14

.93

78

91

3/1

2/2

01

1

1.6

75

1

.88

2

8

4.7

6

0

0

0

1.6

75

02

1

1.0

91

16

1

11

.69

21

09

1

.67

79

11

1

01

4.9

67

20

5

3/1

3/2

01

1

1.6

75

1

.17

6

1

4.9

7

0

0

0

1.6

74

65

3

-0.5

48

02

3

9.2

52

93

5

1.4

28

88

4

10

14

.74

39

38

3/1

4/2

01

1

1.6

74

1

.17

6

0

5.3

7

0

0

0

1.6

73

64

3

-1.4

87

32

6

5.2

18

17

1

.04

52

45

1

01

4.1

32

00

1

68

PENDUGAAN NERACA AIR, EROSI, DAN SEDIMENTASI · Model selama 57 hari berupa curah hujan 636,9 mm...

Documents

Transcript of PENDUGAAN NERACA AIR, EROSI, DAN SEDIMENTASI · Model selama 57 hari berupa curah hujan 636,9 mm...