ANALISIS LAJU EROSI DAN SEDIMENTASI DENGAN PROGRAM AGNPS

ANALISIS LAJU EROSI DAN SEDIMENTASI DENGAN PROGRAM AGNPS (Agricultural Non-Point Source Pollution Model) DI SUB DAS CIPAMINGKIS HULU, PROVINSI JAWA BARAT

Oleh :

Wilis Juharini F14103083

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR ANALISIS LAJU EROSI DAN SEDIMENTASI DENGAN PROGRAM AGNPS (Agricultural Non-Point Source Pollution Model) DI SUB DAS CIPAMINGKIS HULU, PROVINSI JAWA BARAT

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : Wilis Juharini F14103083 Dilahirkan di Yogyakarta, tanggal 29 Juli 1985 Tanggal ujian : 06 November 2008

Bogor,

Dr. Ir. Nora H.Pandjaitan, DEA Dosen Pembimbing I

Disetujui ; Desember 2008

Prof. Dr.Ir.Sukandi Sukartaatmadja, MS Dosen Pembimbing II Mengetahui,

Dr. Ir. Desrial, M. Eng Ketua Departemen Teknik Pertanian

Wilis Juharini. F14103083. Analisa Laju Erosi Dan Sedimentasi Dengan Program AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model) di Sub DAS Cipamingkis Hulu, Provinsi Jawa Barat. Di bawah bimbingan : Nora H. Pandjaitan dan Sukandi Sukartaatmadja. RINGKASAN Erosi tanah merupakan faktor utama penyebab ketidak berlanjutan kegiatan usaha tani di wilayah hulu sungai. Penggunaan lahan yang intensif tanpa ada upaya konservasi di wilayah hulu sungai khususnya untuk pertanian telah menyebabkan terjadinya peningkatan erosi yang sangat nyata dari tahun ke tahun. Peningkatan erosi tersebut disebabkan karena petani melakukan kegiatan usaha tani secara terus-menerus dengan menerapkan praktek yang kurang memperhatikan teknik konservasi. Kondisi ini menyebabkan kerusakan sumber daya lahan dan lingkungan di wilayah hilir sungai, dan mengganggu beberapa kegiatan usaha ekonomi produktif di wilayah hilir akibat adanya pengendapan sedimen, kerusakan sarana irigasi, dan bahaya banjir. Faktor yang mempengaruhi jumlah dan laju aliran permukaan pada dasarnya dapat dibagi menjadi empat hal yaitu iklim, sifat tanah, topografi, dan vegetasi penutup tanah. Pengaruh iklim terhadap erosi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu bersifat langsung dan tidak langsung. Pengaruh langsung adalah melalui tenaga kinetis air hujan terutama intensitas dan diameter butiran air hujan. Sedangkan pengaruh tidak langsung ditentukan melalui hubungan dengan pertumbuhan vegetasi. Sifat tanah yang menentukan nilai erodibilitas tanah adalah tekstur tanah, unsur organik, struktur tanah, dan permeabilitas tanah. Faktor topografi yang mempengaruhi kecepatan dan volume air larian adalah kemiringan dan panjang lereng. Vegetasi penutup tanah dapat melindungi permukaan tanah dari tumbukan air hujan, menurunkan kecepatan air hujan dan air larian, menahan partikel tanah pada tempatnya dengan sistem perakaran, serta dapat mempertahankan kemantapan kapasitas tanah dalam menyerap air. Penelitian ini bertujuan untuk menduga laju erosi dan sedimentasi yang terjadi di Sub DAS Cipamingkis Hulu, serta menyusun alternatif perubahan tata guna lahan sebagai salah satu tindakan konservasi tanah dan air dalam rangka mengurangi laju erosi dan sedimentasi. Program AGNPS dipilih karena dianggap mampu memberikan hasil simulasi secara cepat. Sub DAS Cipamingkis Hulu seluas 24.768 ha, sehingga jumlah sel yang diamati sebanyak 1548 sel, dengan luas masing-masing sel 16 ha. Dari data hujan 10 tahun dari Stasiun Pengamatan Hujan Dayeuh diperoleh nilai curah hujan rata-rata tahunan di Sub DAS Cipamingkis sebesar 289,6 mm, dan nilai energi intensitas hujan atau El30 sebesar 742,3 m.ton.cm.ha-1.jam-1 atau 390,68 ft.ton.in.acre-1.jam-1. Pendugaan hasil erosi pada kondisi awal di Sub DAS Cipamingkis Hulu adalah sebesar 49,03 ton/acre/th atau 122.575 ton/ha/thn. Nilai erosi tersebut melebihi batas erosi yang diperbolehkan, sehingga perlu disusun beberapa alternatif untuk mencari tata guna lahan yang dapat menurunkan laju erosi. Penelitian ini menggunakan 3 skenario yaitu skenario 1, skenario 2, dan skenario 3. Pada ketiga skenario ini dilakukan perubahan pada faktor jenis tanaman (C) dan faktor pengelolaan lahan (P). Pada penyusunan skenario diasumsikan bahwa para petani di wilayah tersebut bersedia mengubah pola tanam dan pengelolaan lahannya. Skenario pertama adalah menghutankan kembali daerah semak belukar, karena lahan semak belukar di Sub DAS Cipamingkis Hulu cukup banyak. Dengan dihutankannya kembali semak belukar, maka masyarakat dapat memperoleh hasil dari pengelolaan hutan baik secara pribadi, maupun melalui pengelolaan hutan bersama masyarakat. Simulasi menggunakan skenario 1 menurunkan erosi menjadi 48,34 ton/acre/thn atau 120,85 ton/ha/thn. Penurunan

erosi yang terjadi sangat kecil, yaitu sebesar 1 %. Penurunan jumlah sedimentasi tahunan dalam simulasi dengan skenario 1 ini juga kecil yaitu 10,66 ton/acre atau 26,65 ton/ha. Skenario 2 dilakukan dengan mengubah tanah kosong/lahan tidur di sekitar pemukiman menjadi ladang/tegalan dengan ditanami ubi kayu dan kacang tanah, serta membuat teras tradisional pada lahan ladang/tegalan yang termasuk dalam kelas erosi sedang hingga sangat berat. Simulasi dengan skenario 2 menghasilkan erosi sebesar 31,36 ton/acre/thn atau 78,4 ton/acre/thn atau menurun sebesar 36 %. Penurunan sedimentasi dari simulasi ini adalah sebesar 8,19 ton/acre/thn atau 20,48 ton/ha/thn. Simulasi terakhir dengan skenario 3, yaitu menghutankan kembali semak belukar, pembuatan teras bangku dan penanaman ladang dengan palawija berupa jagung dan kedelai serta menjadikan sisa tanamannya sebagai mulsa. Nilai erosi dari skenario 3 sebesar 33,11 ton/acre/thn atau 82,78 ton/ha/thn, sehingga terjadi penurunan erosi sebesar 32 %, sedangkan nilai sedimentasi yang dihasilkan adalah 8,42 ton/acre/thn atau 21,05 ton/ha/thn. Dari ketiga skenario, skenario 2 lebih layak untuk diterapkan di wilayah Sub Das Cipamingkis Hulu karena skenario 2 paling banyak menurunkan laju erosi.

RIWAYAT HIDUP Anak kedua dari dua bersaudara ini lahir dari pasangan Bapak Agralno Cipto Wiyono dan Ibu Samiyem di Sleman, Yogyakarta pada tanggal 29 Juli 1985. Semasa kecil hingga lulus SMU penulis menghabiskan waktunya di Kota Gudeg Yogyakarta. Setelah lulus dari SMUN 11 Yogyakarta pada tahun 2003, penulis mendapatkan undangan untuk melanjutkan kuliah di Institut Pertanian Bogor melalui jalur khusus yaitu Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis mendaftar pada jenjang S1 di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Semasa kuliah, penulis aktif dalam berorganisasi terutama kegiatan cinta alam dan bergabung menjadi Anggota Biasa Perkumpulan Mahasiswa Pecinta Alam IPB (Lawalata IPB). Selain itu penulis juga tergabung dalam keanggotaan Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (Himateta). Praktek lapang dilakukan oleh penulis pada tanggal 3 Juli sampai dengan 25 Agustus 2006, di Hikmah Farm, Pangalengan, Bandung dengan judul “Mempelajari Aspek Keteknikan Pertanian dalam Budidaya Tanaman Kentang”. Akhirnya penulis melakukan penelitian pada tahun 2007 dengan mengambil judul “Analisa Laju Erosi dan Sedimentasi dengan Program AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model) di Sub DAS Cipamingkis Hulu, Provinsi Jawa Barat.

KATA PENGANTAR Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga skripsi berjudul “Analisa Laju Erosi Dan Sedimentasi Dengan Program AGNPS (Agricultural Non-Point Source Pollution Model) di Sub DAS Cipamingkis Hulu, Provinsi Jawa Barat” dapat diselesaikan. Tulisan ini disusun berdasarkan penelitian yang dilakukan sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini disampaikan permohonan maaf karena lamanya penyelesaian, juga rasa terimakasih karena diberikan kesempatan untuk menyelesaikan skripsi kepada kedua pembimbing, yaitu Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA dan Prof. Dr.Ir.Sukandi Sukartaatmadja, MS. Selesainya skripsi ini tak lepas dari dukungan berbagai pihak, baik moral maupun material. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Ibu, Bapak, dan keluarga besar di Yogyakarta yang selalu sabar dan terus memberikan dukungannya. 2. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, MS dan Sutoyo, STP, MSi, selaku dosen penguji, untuk semua masukan dan perbaikan pada skripsi ini. 3. Yudi Nofiandhi, atas dukungan yang diberikan dengan segala cara. 4. Keluarga Besar Lawalata IPB yang selalu menerima dan mendukung penulis, sehingga rasa putus asa bisa terlupakan. 5. Melly Nurmawati, Dian Wisudawati, dan Fauzan Wuryanto untuk selalu memantau penulis hingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 6. Budi Tep 41, Ervian Anas, dan teman-teman TEP 40 atas kebersamaan dalam 5 tahun terakhir dan di hari mendatang, serta pihak yang tidak disebutkan satu-persatu, yang selalu memberikan perhatian dengan caranya masing-masing. Disadari bahwa tulisan ini masih membutuhkan perbaikan demi kemajuan, karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan agar tulisan ini

bermanfaat bagi

lingkungan dan masyarakat. Bogor, Desember 2008 Penulis

DAFTAR ISI

RIWAYAT HIDUP .................................................................................................. i KATA PENGANTAR .............................................................................................ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii DAFTAR TABEL .................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. v DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... vi I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 A. Latar Belakang ............................................................................................ 1 B. Tujuan ......................................................................................................... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 3 A. Daerah Aliran Sungai .................................................................................. 3 B. Penggunaan Lahan (Land Use) ................................................................... 5 C. Erosi ............................................................................................................ 6 D. Sedimentasi ................................................................................................. 8 E. Konservasi Tanah dan Air ........................................................................ 10 F. Model AGNPS .......................................................................................... 11 III. METODE PENELITIAN ................................................................................ 17 A. Waktu dan Tempat .................................................................................... 17 B. Bahan dan Alat .......................................................................................... 17 C. Metode ...................................................................................................... 17 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 20 A. Kondisi Umum Lokasi .............................................................................. 20 B. Masukan Data Model AGNPS .................................................................. 21 C. Keluaran Model AGNPS .......................................................................... 25 V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 38 A. Kesimpulan ............................................................................................... 38 B. Saran ......................................................................................................... 38 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 39 LAMPIRAN .......................................................................................................... 41

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Klasifikasi tingkat bahaya erosi aktual ................................................... 16 Tabel 2. Jenis tutupan lahan di Sub DAS Cipamingkis Hulu  ............................................. 20 

Tabel 3. Jenis tanah dan faktor K di Sub DAS Cipamingkis Hulu. ...................... 21 Tabel 4. Luas dan kemiringan lereng. .................................................................... 23 Tabel 5. Nilai Koefisien n, SCC, dan SCS CN ...................................................... 25 Tabel 6. Keluaran program AGNPS pada kondisi awal ....................................... 25 Tabel 7. Sebaran tingkat erosi pada kondisi awal ................................................. 26 Tabel 8. Keluaran program AGNPS pada skenario 1 ........................................... 28 Tabel 9. Sebaran tingkat erosi pada skenario 1 ..................................................... 29 Tabel 10. Kondisi tata guna lahan pada skenario 1 .............................................. 29 Tabel 11. Keluaran program AGNPS pada skenario 2 ......................................... 31 Tabel 12. Sebaran tingkat erosi pada skenario 2 ................................................... 31 Tabel 13. Kondisi tata guna lahan pada skenario 2 .............................................. 32 Tabel 14. Keluaran program AGNPS pada skenario 3 ......................................... 34 Tabel 15. Sebaran tingkat erosi pada skenario 3 ................................................... 34 Tabel 16. Kondisi tata guna lahan pada skenario 3 .............................................. 35 Tabel 17. Perubahan laju erosi dan sedimentasi hasil simulasi program .............. 36 Tabel 18. Perbandingan jumlah sel tata guna lahan pada setiap skenario ............. 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Siklus hidrologi ..................................................................................... 3 Gambar 2. Tiga pola DAS ...................................................................................... 4 Gambar 3. Penomoran sel ..................................................................................... 14 Gambar 4. Angka arah aliran sel ........................................................................... 14 Gambar 5. Diagram alir penelitian......................................................................... 19 Gambar 6. Distribusi arah aliran drainase ............................................................. 22 Gambar 7. Distribusi kemiringan lereng ............................................................... 23 Gambar 8. Distribusi tingkat erosi yang terjadi pada kondisi awal ...................... 27 Gambar 9. Distribusi tingkat erosi dengan skenario 1 .......................................... 30 Gambar 10. Distribusi tingkat erosi dengan skenario 2 ........................................ 33 Gambar 11. Distribusi tingkat erosi dengan skenario 3 ........................................ 35

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Sub DAS Cipamingkis .................................................................... 42 Lampiran 2. Nilai erodibilitas tanah (K) untuk 50 jenis tanah di Jawa. ............... 43 Lampiran 3. Nilai C dari beberapa jenis pertanaman di Indonesia. ...................... 45 Lampiran 4. Nilai P pada beberapa teknik konservasi tanah. .............................. 47 Lampiran 5. Data curah hujan dari stasiun pengamatan hujan Dayeuh ................ 48