BAB I PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Daerah Aliran Sungai merupakan suatu wilayah yang dibatasi oleh pemisah topografi dan memiliki fungsi sebagai pengumpul, penyimpan, dan penyalur air beserta sedimen dan unsur hara melalui sistem sungai yang kemudian
dikeluarkan
melalui
outlet
tunggal.
Seyhan
(1979)
mengemukakan sistem DAS terdapat beberapa komponen meliputi masukan (input), proses (process) dan keluaran (output). Hasil keluaran dari DAS dipengaruhi oleh masukan dan proses yang terjadi dalam DAS. Salah satu proses yang terjadi dalam DAS adalah erosi. Proses awal terjadinya erosi dimulai dari air hujan yang jatuh mengenai permukaan tanah kemudian akan menghancurkan dan melepaskan agregat tanah. Tetes air hujan yang jatuh pada daerah yang terbuka akan secara langsung mengenai permukaan tanah. Pada daerah bervegetasi lebat, air hujan tidak langsung mengenai permukaan tanah karena air hujan yang jatuh akan tertahan oleh vegetasi. Tenaga kinetik hujan merupakan faktor aktif yang menyebabkan terjadinya erosi karena merupakan sumber energi yang akan menyebabkan terlepasnya agregat tanah. Hasil keluaran dari proses erosi yang terjadi dalam DAS akan menghasilkan sedimen dan unsur hara. Besarnya sedimen dan unsur hara dalam aliran sungai yang keluar dari DAS dipengaruhi oleh masukan berupa curah hujan dan energi kinetik, serta proses erosi yang terjadi pada DAS (Seyhan, 1979). Hubungan yang terjadi dalam sistem DAS dapat dilihat Gambar 1.1.
1
MASUKAN Curah hujan Energi
PROSES Proses erosi
KELUARAN Air
Dalam DAS
Unsur Hara Sedimen
Gambar 1.1. Hubungan Antara Masukan dan Keluaran Dalam Sistem DAS (Seyhan, 1979) Sedimen merupakan hasil dari keluaran proses erosi yang terjadi dalam suatu sistem DAS. Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi alur, dan erosi parit. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, disaluran air, sungai dan waduk. Asdak (1995) mengemukakan bahwa hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya akan diperoleh dari pengukuran sedimen yang tersuspensi (suspended sediment) atau dengan pengukuran langsung di dalam waduk dengan cara melakukan sounding untuk mengetahui perubahan topografi dasar danau. Sedimen yang sering kita jumpai di dalam sungai, baik tersuspensi dan terlarut, adalah merupakan produk dari pelapukan batuan induk yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan, terutama faktor iklim. Hasil dari pelapukan batuan induk tersebut berupa partikel-partikel tanah. Akibat pengaruh tenaga kinetis air hujan dan aliran air permukaan, partikel-partikel tanah tersebut dapat terupas dan terangkut ke tempat yang lebih rendah untuk kemudian masuk ke dalam sungai sebagai sedimen transpor. Begitu sedimen memasuki badan sungai, maka berlangsunglah pengangkutan sedimen. Berdasarkan mekanisme pengangkutan sedimen dalam sungai menurut Asdak (1995), sedimen dapat dibedakan menjadi dua yaitu: sedimen melayang (muatan suspensi) dan sedimen dasar (muatan dasar). Sedimen melayang merupakan material terlarut dan tercampur (suspensi) yang gerakannya dipengaruhi oleh aliran turbulensi sungai dan
2
terbawa secara tersuspensi. Partikel sedimen ukuran kecil seperti ukuran partikel liat dan debu dapat terangkut aliran aliran air dalam bentuk muatan tercuci (wast load). Sedangkan partikel yang lebih besar antara lain, pasir, misalnya
kerikil
(gravel)
bergerak
dengan
gerakan
merayap
atau
menggelinding di dasar sungai sebagai muatan dasar (bedload). Besarnya ukuran sedimen yang terangkut aliran air ditentukan oleh interaksi faktor-faktor sebagai berikut: ukuran butir sedimen yang masuk ke badan sungai/ saluran air, karakteristik saluran, debit, dan karakteristik fisik partikel sedimen. Besarnya sedimen yang masuk sungai dan besarnya debit dipengaruhi oleh: a. Kondisi klimatologi dan hidrologi seperti hujan dan debit aliran sungai. b. Kondisi DAS dan perubahan penggunaan lahan seperti topografi, vegetasi. c. Faktor yang relatif tetap dari DAS sepajang waktu, seperti batuan dan topografi. Interaksi dari masing-masing faktor tersebut di atas akan menentukan besarnya jumlah dan tipe sedimen serta kecepatan pengangkutan sedimen. Pengangkutan sedimen dari tempat yang lebih tinggi ke daerah yang lebih rendah hilir dapat menyebabkan pendangkalan waduk, sungai, saluran irigasi, dan pembentukan delta-delta sungai. Dengan demikian, proses sedimentasi dapat memberikan dampak yang menguntungkan dan dampak yang merugikan. Dampak menguntungkan karena tingkat tertentu adanya aliran sedimen kedaerah hilir dapat menambah kesuburan tanah serta terbentuknya tanah garapan baru di daerah hilir.
Tetapi, pada saat bersamaan aliran
sedimen juga dapat menurunkan kualitas perairan dan pendangkalan badan perairan. Dari hasil pengangkutan sedimen dalam aliran sungai dapat dipergunakan untuk menghitung besarnya erosi dalam DAS. Semakin tinggi jumlah tanah yang tererosi, maka semakin besar muatan sedimen yang
3
dihasilkan. Dengan kata lain DAS telah mengalami kerusakan dan memerlukan pengelolaan yang terpadu. Pada penelitian ini akan dikaji mengenai besarnya sedimen transport yang terjadi dalam DAS Krasak yang meliputi sedimen melayang/ muatan suspensi (suspended load) dan muatan dasar (bedload).
I.2
Perumusan Masalah
Perkembangan topografi pada lereng barat Gunungapi Merapi tergolong sangat dinamik (Sunarto, 1987). Dinamika pada lereng barat salah satunya dipengaruhi oleh terjadi penambahan material letusan Gunungapi Merapi. Material-material letusan gunungapi kemudian masuk dalam suatu sistem sungai yang berpola radial sentrifugal. Sebagian besar material sedimen yang berasal dari letusan Gunungapi merapi mengalir ke arah barat daya. Hal ini karena bentuk morfologi puncak Gunungapi Merapi memiliki bentuk tapal kuda yang membuka ke arah barat daya sehingga dalam setiap letusannya sebagian besar aliran lahar mengalir ke arah barat daya. Salah satu sungai yang terletak di lereng barat Gunungapi Merapi adalah Sungai Krasak. Sungai Krasak merupakan salah satu sungai yang menampung dan mengalirkan material lahar dingin Gunungapi Merapi. Sumber sedimen di Sungai Krasak berasal dari hasil letusan Gunungapi Merapi yang mengendap di lereng-lerengnya. Pada waktu hujan turun, endapan itu menjadi tidak stabil dan mengalir sebagai aliran lahar dingin masuk ke Sungai Krasak yang kemudian masuk ke Sungai Progo dan akhirnya ke Samudera Hindia. Aktivitas Gunungapi Merapi banyak menghasilkan material-material dalam jumlah besar. Selama atau sesudah Gunungapi Merapi meletus yang kemudian disusul dengan hujan lebat, pori-pori batuan sekeliling gunungapi menjadi tertutup material vulkanik yang disebabkan oleh hujan debu maka akan terjadi banjir lumpur dingin atau aliran lahar dingin. Aliran lahar ini
4
seringkali menimbulkan bencana bagi masyarakat yang tinggal di wilayah hulu, sehingga untuk mengendalikan arah dan kecepatan aliran lahar pada beberapa penggal sungai dibangun bangunan pengendali sedimen berupa chekdam. Bangunan dam ini sangat digunakan dan berfungsi untuk menanggulangi aliran lahar. Untuk mengatur aliran sedimen agar sungai selalu dalam kondisi seimbang, dan mampu mengalirkan debit banjir dengan aman, maka pemerintah melalui Proyek Penanggulangan Bencana Gunungapi Merapi, Yogyakarta membuat chekdam, yang memiliki fungsi untuk menahan, menampung, dan mengendalikan sedimen agar jumlah sedimen yang mengalir dapat dikurangi volumenya. Selain itu agar bangunan dapat berfungsi dengan baik maka saat kantong sedimen penuh maka diperlukan pengerukan dan pengurasan. Dengan pengurasan ini dapat mengurangi material yang berada didalam kantong lahar seperti dengan cara penambangan dengan syarat-syarat tertentu. Pembangunan pengendalian sedimen di daerah hulu berfungsi untuk menahan laju aliran sedimen. Disamping pembangunan ini memiliki tujuan sebagai pengendali sedimen di daerah hulu juga memiliki dampak negatif terhadap pengangkutan sedimen di daerah hilir. Besarnya pengangkutan sedimen yang terjadi di dalam aliran sungai merupakan fungsi dari pasokan sedimen. Jadi ketika besarnya energi aliran sungai melampaui besarnya pasokan sedimen maka yang akan terjadi adalah degradasi sungai. Sebaliknya, saat pasokan sedimen lebih besar daripada energi aliran sungai maka akan terjadi pendangkalan sungai. Berdasarkan latar belakang dan permasalahan tersebut dapat peneliti rumuskan permasalahan penelitian adalah “besar jumlah sedimen yang terangkut kedaerah hilir Sungai Krasak” Seiring dengan pesatnya pembangunan di bidang infrastruktur yang salah
satu
efeknya
adalah
terjadinya
perubahan
tata
guna
lahan
mengakibatkan ketidak seimbangan antara angkutan sedimen baik sedimen
5
melayang maupun muatan dasarnya sehingga bisa merubah karakteristik aliran pada sungai. Dengan demikian untuk menunjang perencanaan, operasional dan pengembangan sumber daya air dibutuhkan data volume sedimen yang akurat. Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik melakukan penelitian di DAS Krasak dengan judul : “Kajian Sedimen Transport Daerah Aliran Sungai Krasak Pasca Erupsi Gunungapi Merapi 2010”
I.3
Pertanyaan Penelitian Pertanyaan dari penelitian yang dilakukan adalah: 1. Seberapa besar sedimen tersuspensi yang terangkut aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 2. Seberapa besar muatan dasar di aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 3. Bagaimana variasi diameter butir sedimen Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 4. Seberapa besar jumlah sedimen terangkut di aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010.
I.4
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah: 1. Menghitung muatan sedimen tersuspensi yang terangkut aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 2. Mengetahui variasi diameter butir sedimen Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 3. Mengetahui besarnya muatan dasar di aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010. 4. Mengetahui jumlah sedimen terangkut di aliran Sungai Krasak pasca erupsi Gunungapi Merapi 2010.
6
I.5
Sasaran Penelitian Sasaran penelitian yang dilakukan untuk dapat mencapai tujuan penelitian adalah: 1. Berat muatan suspensi dalam aliran Sungai Krasak untuk menghitung debit muatan suspensi (Qs) dan sedimen total. 2. Variasi diameter butir sedimen Sungai Krasak untuk menghitung muatan sedimen dasar sungai. 3. Muatan sedimen dasar sungai (T) Sungai Krasak untuk menghitung sedimen total. 4. Sedimen total Sungai Krasak tiap segmen sungai.
I.6
Kegunaan Penelitian
Pengembangan ilmu pengetahuan 1. Sebagai sarana penerapan teori dan metode ilmu Geografi terutama bidang hidrologi sungai untuk menyelesaikan permasalahan yang ada; 2. Sebagai sumbang saran bagi instansi-instansi yang terkait dengan masalah sedimen, dalam usaha penataan kembali bagi lingkungan fisik maupun non fisik dan sebagai wacana untuk penentuan prioritas penanganan pada bangunan-bangunan yang terganggu stabilitasnya
I.7
Tinjauan Pustaka
I.7.1 Telaah pustaka Daerah Aliran sungai (DAS) mempunyai karakteristik yang spesifik yang dipengaruhi oleh sifat tanah, penggunaan lahan, topografi, dan relief. Karakteristik DAS akan merespon curah hujan dan dapat memberi pengaruh terhadap proses-proses yang terjadi
7
dalam DAS, diantaranya : evapontranspirasi, infiltrasi, perkolasi, air larian, air permukaan, kandungan airtanah, dan aliran sungai (Asdak, 1995) Sedimen merupakan material atau fragmen yang terangkut melalui proses transportasi yang kemudian mengalami proses pengendapan (sedimentasi) yang dipengaruhi oleh tenaga air atau angin (Cow, 1964). Hasil sedimen (Sedimenyield)merupakan hasil total dari suatu proses sedimentasi yang terjadi dalam suatu DAS. Selain itu sedimen juga diendapkan dari material yang melayang didalam air. Pengertian sedimen adalah hasil proses erosi,baik erosi permukaan, erosi parit, atau tanah lainya (Asdak, 2002). Analisis diameter butir / granulometri adalah salah satu komponen yang digunakan dalam perhitungan jumlah sedimen dasar. Analisa granulometri merupakan suatu metode analisa yang menggunakan ukuran butir sebagai materi analisa. Dalam analisis ini tercakup beberapa hal yang biasa dilakukan seperti pengukuran ratarata, pengukuran sorting atau standar deviasi, pengukuran skewness dan kurtosis. Analisa granulometri dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu dengan metode grafis dan metode statistik, dimana metode statistik menghasilkan nilai rata-rata, deviasi standar, kepencengan dan kemancungan kurva sedangkan metode grafis memuat berbagai macam grafik yang mencerminkan penyebaran besar butir, hubungan dinamika aliran dan cara transportasi sedimen klastik. Menurut Friedman dan Sanders (1978), sortasi atau pemilahan adalah penyebaran ukuran butir terhadap ukuran butir rata-rata. Sortasi dikatakan baik jika batuan sedimen mempunyai penyebaran ukuran butir terhadap ukuran butir rata-rata pendek. Sebaliknya apabila sedimen mempunyai penyebaran ukuran butir terhadap ratarata ukuran butir panjang disebut sortasi jelek. Besar butir rata-rata
8
merupakan fungsi ukuran butir dari suatu populasi sedimen (missal pasir kasar, pasir sedang, dan pasir halus). Besar butir rata-rata dapat juga menunjukkan kecepatan turbulen/ sedimentasi dari suatu populasi sedimen. Berdasarkan mekanisme pengangkutan sedimen menurut Burgh (1972), sedimen yang terangkut oleh aliran sungai dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : sedimen melayang (muatan suspensi) dan sedimen dasar (muatan dasar). Sedimen melayang merupakan material tercampur yang gerakannya dipengaruhi oleh aliran turbulensi sungai dan terbawa secara tersuspensi. Muatan suspensi merupakan hasil erosi permukaan atau erosi erosi tebing sungai yang terbawa oleh aliran dengan cara tersuspensi. Muatan suspensi tersusun oleh partikel halus seperti debu dan tanah yang terangkut oleh aliran sungai dalam bentuk terlarut. Sedangkan sedimen dasar merupakan material yang meloncat, menggelinding, atau menggeser pada dasar sungai. Muatan material dasar merupakan bagian dari debit sedimen sungai
yang
terdiri
atas
material
yang
dapat
diukur
dan
diperhitungkan kuantitasnya, muatan yang terbawa tergantung dari kapasitas aliran dan dapat merupakan muatan dasar maupun muatan dasar yang bersamaan dengan muatan suspensi. Wash load merupakan bagian dari debit sedimen sungai yang ukuran materialnya tidak dapat diperhitungkan di dalam muatan sedimen. Pengangkutan dari material mudah dalam jumlah besar tetapi tidak langsung berhubungan dengan kapasitas transportasi dan aliran yang hanya merupakan muatan suspensi. Muatan material dasar yang dijumpai pada dasar saluran dan muatan bilas (wash load) terdiri atas partikel yang lebih kecil yang dijumpai pada dasar saluran. Muatan hanyutan terdiri dari material yang hanyut kedalam sungai pada waktu turun hujan dan yang biasanya berjalan melalui sistemnya. Muatan sedimen
9
melayang (suspensi) pada saat tertentu sebagai muatan dasar yang berada pada bagian dasar sungai. Muatan sedimen melayang umumnya
hanyut
terbawa
aliran,
semakin
kedasar
sungai
kosentrasinya semakin besar. Cara yang lazim digunakan untuk mengukur besarnya sedimen adalah dengan memperhitungkan berdasarkan data muatan suspensi dan debit sungai (Prapto Suharsono, 1998). Analisa-analisa menyertakan penentuan distribusi, ukuran butir mineral, berat atau analisa kimia berguna dalam menggambarkan sumber asal dari sedimen (Linsley,1985) Sedimen yang sering dijumpai di dalam sungai baik yang terlarut maupun tidak terlarut, merupakan produk dari pelapukan batuan induk yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan, terutama perubahan iklim (Asdak, 1995). Sedimen bergerak dalam sungai sebagai sedimen tersuspensi dalam air yang mengalir dan sebagai muatan dasar yang bergeser atau menggelinding sepanjang dasar saluran. Bentuk yang lain yaitu saltasi untuk menjelaskan gerakan partikel yang kelihatannya mempelanting sepanjang dasar (Linsley, 1985). Aktivitas Gunungapi Merapi menghasilkan material yang berupa material-material letusan yang salah satunya disebut piroklastis terendapkan pada daerah lereng gunungapi. Menurut Bamelen dalam Widiyanto (1999), kegiatan Gunungapi Merapi dapat dibedakan menjadi dua jenis kegiatan, yaitu kegiatan Merapi tua yang berlangsung sebelum tahun 1006 dan kegiatan Merapi muda yang berlangsung sesudah tahun 1006. Tubuh Gunungapi Merapi sekarang ini, dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu bagian lerang timur yang didominasi oleh hasil kegiatan Merapi tua, lereng bagian barat yang didominasi oleh hasil kegiatan Merapi muda serta lereng bagian
10
selatan dan utara yang merupakan hasil peralihan kegiatan Merapi Tua dan Merapi Muda. Sabo merupakan suatu sistem penanggulangan bencana alam yang diakibatkan proses sedimentasi dan erosi, pengendalian lahar hujan dan pelayanan tanah longsor (JICA, 1999). Sejak dimulai pekerjaan sabo di wilayah Gunungapi Merapi dengan tujuan untuk mengurangi agradasi dasar sungai. Namun demikian dengan bertambahnya bangunan pengendali sedimen diwilayah Gunungapi Merapi, proses penurunan dasar sungai atau degradasi terus berlanjut. Selain itu penambangan bahan galian C secara besar-besaran oleh penduduk dan pengusaha mengakibatkan percepatan degradasi dasar sungai baik di sungai-sungai yang berhulu di Gunungapi Merapi maupun sungai-sungai utama Kali Progo dan Opak (Sumaryono, 2002) Kapasitas sisa tampungan sedimen dari bangunan sabo pada anak-anak sungai Kali Progo dan Kali Opak masih sangat besar. Kapasitasnya mencapai 25 juta m3. Bila terjadi aliran debris atau lahar, maka seluruh sedimen akan tertampung pada bangunan sabo. Kondisi ini mengakibatkan pasokan sedimen ke Kali Progo dan Kali Opak menjadi sangat kecil bahkan hampir tidak ada. Hal ini mengakibatkan terjadi degradasi disepanjang alur kedua sungai tersebut. Selain itu penambangan bahan galian golongan C akan mempercepat proses degradasi sungai bila tidak segera diatur dan dikendalikan. (Sumaryono, 2002).
11
I.7.2. Telaah penelitian sebelumnya. 1. Margiono (1999) melakukan penelitian mengenai pengaruh penambangan sedimen dan keberadaan bangunan chekdam terhadap perubahan morfologi sungai. Lokasi penelitian adalah pada Kali Senowo, Kabupaten Magelang, Provinsi Jawa Tengah. Metode penelitian yang digunakan adalah penelusuran data primer dan
sekunder
dengan
teknik
analisisnya
berupa
analisis
laboratorium dan analisis matematis seperti pengukuran terhadap tinggi muka air, penampang memanjang dan melintang sungai. Analisis dilakukan terhadap muatan suspensi dan muatan dasar, serta melakukan perhitungan debit sedimen. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah: a. debit sedimen total yang masuk lebih kecil daripada total sedimen yang keluar. Kondisi yang demikian menyebabkan perubahan degradasi pada dasar sungai. Perubahan dasar sungai ini dapat dilihat dari perubahan yang tampak pada penampang
melintang
sungai
sebelum
dan
sesudah
dibangunnya bangunan chekdam. b. proses fluvial yang terjadi antara lain adalah meningkatnya erosi mundur dan erosi lateral pada tebing sungai. Proses fluvial lain yang terjadi adalah bahwa perubahan aliran laminer menjadi aliran turbulen sebagai akibat terombaknya material tidak kompak dan yang tersisa batuan andesit, pembentukan pola dasar sungai teranyam pada hulu chekdam yang mengalami
agradasi
akibat
halusnya
material
yang
terendapkan.
2. Tito Raditya Arya Wicaksono (2003) melakukan penelitian mengenai Hubungan Muatan
Suspensi Dengan Karakteristik
Aliran Di SUB-DAS Ngrancah. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis besarnya muatan suspensi (Sy) yang terangkut
12
bersama aliran Sungai
Ngrancah berdasarkan karakteristik
alirannya, yang meliputi debit puncak (QP) dan volume direct runoff
(volume
DRO).
Hubungannya
tersebut
kemudian
digambarkan dengan model matematis. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah regresi linier berganda dengan backward untuk mengetahui hubungan antara variabel bebas yaitu karakteristik aluran (Qp dan volume DRO) dengan muatan suspensi (Sy) sebagai variabel terpengaruh. Hasil analisis regresi linier berganda diperoleh model matematis, yaitu : Sy = 0,001656 Volume DRO – 2,624. Dibandingkan dengan variabel debit puncak (Qp), maka variabel volume DRO memiliki pengaruh yang nyata terhadap muatan suspensi (Sy). Berdasarkan analisis Paired t-Tes Sampler diketahui bahwa besarnya
muatan
suspensi
(Sy)
dari
hasil
perhitungan
menggunakan model matematis yang dihasilkan tidak jauh berbeda dengan besarnya muatan suspensi (Sy) dari hasil observasi. Sehingga
model
yang
dihasilkan
dapat
digunakan
untuk
menghitung besarnya muatan suspensi (Sy) berdasarkan nilai DRO.
3. Sumaryono pada tahun 2002 melakukan penelitian tentang Dampak Penanggulangan Bencana Sedimen Terhadap Kelestarian Sumber Daya Air. Methode yang digunakan dalam melakukan penelitian ini menggunakan methode Observasi dan Survei. Penelitian ini menghasilkan antara lain : a. Bangunan Pengendali Sedimen yang ada di DPS Sungai Progo dan Sungai Opak kapasitas tampungan maksimum masih belum tercapai. Hal ini disebabkan oleh aliran debris yang berasal dari deposit piroklastik tidak terlalu banyak dan hampir diseluruh sungai terdapat kegiatan penambangan galian “C”.
13
b. Bangunan sungai mengalami gerusan lokal selain itu karena kapasitas tampungan sedimen masih sangat besar maka aliran lahar akan tertampung pada bangunan sabo. c. Degradasi dasar Sungai Progo dan Sungai Opak disebabkan oleh berkurangnya pasokan sedimen dari Gunungapi Merapi, penambangan bahan galian golongan C yang kurang terkendali. d. Banjir tahunan selalu menggenangi lahan disekitar muara Sungai Progo yang diakibatkan oleh buruknya sistem drainase dan muka air sungai lebih tinggi dari elevasi lahan. Tabel 1.1. menyajikan perbandingan penelitian sebelumnya dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis.
14
Tabel 1.1. Perbandingan penelitian sebelumnya dengan penelitian yang akan dilakukan penulis No
Nama
Tahun
Judul
1
Margiono
1999
Pengaruh
Tujuan Chekdam
Penambangan Morfologi
Pasir
Sungai
dan 1.
Methode
Mengetahui, mengevaluasi, menganalisis
terhadap
distribusi sedimen yang mengalir disetiap
Senowo,
bangunan chekdam serta data volume
Magelang, Jawa Tengah
Teknik Analisis
Survei
1.
Menganalisis sesudah
perubahan
dibangun
sebelum
bangunan
dan
statistik
untuk
analisis
sedimen 2.
penambangan pasir di Sungai Senowo 2.
Matematis
dan
Komparatif terhadap: a.
Penampang melintang
b.
Penampang memanjang
chekdam
terhadap morfologi Sungai Senowo. 2
Tito
2003
Hubungan Muatan
Suspensi 1.
Raditya
Dengan Karakteristik Aliran Di
A.W
SUB-DAS Ngrancah
2.
Mengukur berat muatan suspensi yang
Observasi
terbawa oleh aliran Sungai Ngrancah.
Survei
Menganalisis
hubungan
berat
dan
muatan
1.
Analisis Debit Puncak aliran
2.
Analisis regresi linier
3.
Analisis Paired t-Tes Sampler
suspensi dengan karakteristik aliran yang meliputi debit puncak dan volume DRO 3
Sumaryono
2002
Dampak Bencana
Penanggulangan 1. sedimen
Terhadap
Kelestarian Sumber Daya Air
Mengkaji dampak yang diakibatkan oleh
Observasi
penanggulangan
Survei
Bangunan sungai, sabo dan tanggul sungai
Survei
1.
bencana
terhadap
dan
Analisis diskriptif, terhadap:
kelestarian sumberdaya air. 2.
Mengetahui cara-cara mengatasi dampak penurunan kelestarian sumber daya air
4
Gani Rachman P
2013
Kajian
Sedimen
Transport 1.
Mengukur sedimen muatan suspensi dan
Methode pendekatan Matematis dan statistik
Daerah Aliran Sungai Krasak
muatan dasar di Sungai Krasak.
untuk analisis muatan suspensi (Qs), muatan
Pasca Erupsi Gunungapi Merapi 2.
Mengetahui Jumlah sedimen transport yang
dasar (T) dan debit sedimen total (Qst)
2010
terjadi di aliran Sungai Krasak
2.
Hasil penelitian menunjukkan: 1. Debit suspensi 20662,65ton/tahun. 2. Distribusi material masuk klasifikasi kelas pasir menengah 3. Muatan dasar mencapai 128,56 ton/tahun 4. sedimen total DAS Krasak mencapai besaran 159,45 m³/km²/tahun.
15
I.8
Kerangka Pemikiran Erosi adalah suatu proses yang terdiri dari penguraian massa tanah menjadi partikel-partikel tunggal dan pengangkutan partikelpartikel tersebut oleh tenaga transportasi. Erosi air dipengaruhi oleh daya dispersi dan daya transportasi air pada waktu hujan turun. Daya dispersi (daya air memisahkan tanah) terjadi karena agregat tanah yang terpecah menjadi butiran tanah terdispersi yang disebabkan oleh tetes-tetes hujan dan mengakibatkan butiran tanah tersebut menjadi partikel-partikel yang lebih halus. Aktivitas Gunungapi Merapi banyak menghasilkan materialmaterial yang sangat besar jumlahnya. Material ini membentuk endapan lahar atau piroklastik. Saat hujan jatuh pada deposit ini maka akan menimbulkan erosi pada permukaan lapisan deposit ini maka akan terjadi luruhan debris yang bersifat massal atau mass movement yang memasuki alur sungai . Debris ini akan terus mengalir sebagai sedimen luruhan di dalam alur sungai menuju ke daerah hilir. Guna mengendalikan arah dan kecepatan aliran lahar pada beberapa bagian sungai dibangun pengendali sedimen berupa chekdam untuk menanggulangi aliran sedimen. Pembangunan ini akan
menyebabkan transpor sedimen yang seharusnya langsung
menuju laut akan terhalang atau terhambat oleh adanya bangunan dam. Selain itu juga penambangan yang dilakukan masyarakat didaerah aliran sungai maupun didaerah chekdam semakin besar bahkan tidak terkendali sehingga mengakibatkan tidak terjadi keseimbangan antara input dan output transport material sedimen. Daya transportasi merupakan daya angkut material yang mengalir bersama aliran permukaan. Muatan sedimen yang terbawa bersama aliran permukaan dapat berupa muatan dasar dan muatan suspensi. Muatan dasar, pergerakan dari materialnya dengan jalan meloncat, menggelinding atau menggeser pada dasar sungai.
16
Sedangkan muatan suspensi, pergerakan dari materialnya dipengaruhi oleh aliran turbulensi dari hulu dan terbawa secara tersuspensi. Besarnya transport sedimen yang terjadi di dalam aliran sungai merupakan fungsi dari suplai sedimen. Jadi ketika besarnya energi aliran sungai melampaui besarnya suplai sedimen maka yang akan terjadi adalah degradasi sungai. Pada sebaliknya, saat suplai sedimen lebih besar daripada energi aliran sungai maka akan terjadi agradasi sungai. Semakin besar muatan suspensi dan muatan dasar yang terbawa oleh debit aliran sungai maka akan semakin besar pula sedimen total yang akan tertransport. Gambar 1.2. menunjukkan diagram penelitian secara lengkap.
17
Data Ukuran Bendung
Data Tinggi Muka Air
Data Debit
Sampel air
Sampel Material Dasar
Analisis Laboratoriu m
Analisis Laboratoriu m
Kadar Suspensi
Diameter Butir d50 dan d90
Data Karakteristik Aliran : Tma 1. Lebar Sungai 2. Gradien Sungai 3. Berat Jenis 4. Radius hidrolik
Perhitungan Matematik
Muatan Dasar (T) Debit Suspensi (Qs)
Debit Muatan Dasar
Keterangan: Debit Sedimen Total (Qst)
= Input = Proses = Output
Gambar 1.2. Diagram Alir Penelitian 18
I.9
Batasan Istilah
Aliran langsung adalah bagian dari limpasan permukaan yang segera masuk ke sungainsetelah hujan turun DAS secara fisik didefinisikan sebagai suatu hamparan wilayah yang dibatasi oleh pemisah alam (punggung bukit) yang menerima dan mengumpulkan air hujan, sedimen dan unsur hara serta mengalirkannya melalui sungai utama dan keluar pada satu titik outlet. (Yudistira, 2008) Erosi adalah hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat yang terangkut oleh air atau angin ke tempat lain (Arsyad, 1989) Lengkung aliran adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara tinggi muka air dan debit aliran (Suwarno, 1982) Lengkung suspensi adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara debit muatan suspensi dengan debit aliran (Linley, 1982) Muatan dasar adalah partikel-partikel sedimen yang bergerak secara menggelinding, meluncur, atau meloncat pada dasar sungai (Shen, 1971) Muatan suspensi adalah partikel-partikel sedimen yang bergerak diatas muatan dasar dan terangkut dengan cara tersuspensi. (Shen, 1971) Sebaran airtanah sangat dipengaruhi oleh susunan batuan dan formasi batuan yang ada.(Sutikno, 2004) Sedimen adalah fragmen-fragmen material yang terangkut, kemudian fragmen-fragmen material tersebut akan diendapkan oleh tenaga air atau angin (Linsley, 1949)
19
