JURUSAN TEKNIK PERT.NLAN
PENDUGAAN BANJIR, PADA SUB DAS illEMPERGUNAKAN MO (Agricultural Non Po
Sebagai salah satu syarat uutuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERT
N
Pada JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Oleh: Basuki Wibowo F.30.0035
Bogor,
i
Juni 1999
Pembimbing I1
Basuki Wibowo, li.30.0035 (1999). I'redicling Flood, Soil Erosion and Sedimentation at Cigulung-Maribaya Sub-watershed Using Agricultural Non Point Source Pollution Model "AGNPS". Academic Aclvisers Dr. Ir. Moh. Azron Dhalhar, MSAE and Ir. Moh. Arief Ilyas, Msi.
i
Flood, soil-erosion, and sedinientatiot~ aiialyses itre ge~ierallymake hy using e~npi~ical lnetiiod with simple and lump pai.arnetric inotlcls. Recently, many distributed and "pliysically based" models wcrc dcvclo1)cd. AGNI'S is a coniputer sitnulatiori distributed model, developed to predict run-off volume, peak rate. erosion, delivered sediment, N, P and COD in the run-off for single stomi event at all cells in the waterslied. Corrclatio~iand pairecl test analyscs usiiiy 10 events pointed out that correlation between inodel output and nieasured peak rate gave the value of RZ= 0.3468 and no significant difference at 86.2 %. These analyses using 8 events gave the value of RZ= 0.9001 and no significatit difference at 98.7 %. Model output at initial wtldiGoii predicted erosion at Cigulung-Maribaya Sub-watershed over than maximum tolerable limit (30 Mgllia-year). Six land use sceiiari.os were si~iiulatcdarid used in AONI'S model in attempt to decrease flood, soil erosion, and sediinetitation.
Basuki Wibowo, F.30.0035 (1999). Pendugaan Banjir, Erosi dan Sedimentasi pada Sub-DAS Cigulung-Maribaya Mempergunakan Model Simulasi
"AGNPS (Agricul/urul Non Point Source Pollution Mode(). Dibawab bimbingan Dr. Ir. Moh. Azron Dhalhar, MSAE dan Ir. Moh. Arief Ilyas, Msi.
Analisis banjir, erosi dan sedilnentasi u m m n y a masih banyak me~npergunakan cara-cara praktis dengan model-model sederhana dengan parameter masukannya m e ~ p a k a n nilai rata-rata seluruh parameter pada DAS atau "lump parameter". Penggunaan parameter menyatu belakangan ini tidak lagi memadai untuk lnengantisipasi pembahan tataguna lahan yang begitu cepat di daerah a l u m sungai. Sebagai penggantinya telah banyak diiembangkan model-model hidrologi yang memiliki parameter-parameter terdistribusi (model terdistribusi) dan dapat diukur pada seluruh DAS. AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model) dikembangkan oleb Robert A. Young, Charles A. Onstead, David D. Bosch, dan Wayne P. Anderson tahun 1987, inerupakan sebuah model silnulasi komputer untuk menganalisis banjir; erosi, sedimentasi, dan perpindahan hara seperti N, P dan COD. Model AGhTS merupakan model terdistribusi untuk hujan tunggal yang jatuh seragam pada sel&
DAS.
Penelitian ini dilakukan pada Sub DAS Cigulung-Maribaya di kawasan Bandung Utara dan termasuk dalam DAS Citarum Hulu. Tujuan penelitian ini addah : (1) lnensimulasilsan banjir, erosi dan sedunentasi pada Sub DAS Cigulung-Maribaya melalui pemodelan komputer dengan melnpergunakan lnodel simulasi AGNPS, (2) ~nenentuka~i besarnya banjir, erosi dan sedimentasi tahunan, (3) menganalisa tingkat sensitifitas parameter-parameter hujan, tanah topografi, tata guna lahan d m ~ e n g e l o !I c~h a terhadap banjir, erosi dan sedimentasi, (4) mensimulasikan tata guna lahan yang melnpu inenurunkan banjir, erosi dan sedimentasi. Sub DAS Cigulung-Maribaya terletak di kawasan Bandung Utara, Jawa Barat. merupakan bagian hulu DAS Cikapundung di dalam DAS Citarum hulu. Terletak pada elevasi 1200 meter hingga 1900 meter d.p.!. dengan Iuas daerah tangkapan pada keluarannya (outlet) di hlaribaya adalah 3200 Ha. Tata guna lahan terdiri dari hutan. sawah, kebun campuran dan perulnahan. Tipe iklim rnenurut Oldeman adalah BZ. bulan basah pada bulan Oktober sanpai Mei, dan bulan kering dan lembab jatuh pada bulan Juni sanpai September.
Ilasil si~niilasiiiiciiu~i~iikkari kclcl-kails~isarigat riyata anlara kcluaran model dan kcii~ararilapangan. Uiituk 10 penganiataii ti,,diier-iina (tidak ada perbedaan Qp keluaran rriodel deligall lapangaii) pada taraf liyata 0.138 atau pada tingkat kepercayaan 86.2%. Dengan tidak tnenyertakan penga~natantanggal 24/03 cia1122/04 iiiaka dipcroleli liasil I-I,, diteriina pada taraf nyata 0.0 13 atau denpati ti~igkatkepercayaan 98.7% I-lubuiigaii keluaran model dengaii keluara~ilapanga~ideligall nierigarialisis 10 Itejadiaii tiujan rnetniliki K*
==
0.3468 mcriiiliki persaniaan y
kejadiai hujan di atas dari pe~iga~ilata~i inaka diperoleli I<'
=
=
0 . 6 4 6 8 ~ .Arialisis 8
0.900 1 dengall y
-
0.6050s.
Besar~iya erosi taliuriari pada sub UAS ('igolu~ig-blarilqa kcluaran ~riodcl adalah 12.44 totilacre-tahun atau 3 1.23 ivlgilia-taliu~iatau 2.6 iiimitahu~i.dan seditiieiitasi sebesar 4.76 tonlacre-taliuti atau 1 1.8 Mgilia-taliu~i,Besarriya crosi melebilii batas erosi yang diioleransi yaitii 30 tori/tia-taliu~iatair 2.5 tiinrltaliu~l. Besar~iyaerosi taht~n 1996 pada sub DAS Cgulung-ivtaribaya keluaran rnodel AGNPS adalah 13.20 tonlacre-tahu~iatau 33.14 blgllia-ta1iuo atau 2.70 mm/tahun, dan sedimentasi sebesar 5.19 tonlacre-taliun atau 13.0 1 Mgllia-tahuri. Debit puiicak pada kondisi tata guria laliaii taliun 1996 untuk periode ulang 2. 5. 10, dart 25 tahun beitunit-turut adalali : 682. 1010. 1241. dan 1503 cfs atau 19.31, 28.60. 34.37, dan 42.56 m3/deiik. Berdasarkan analisis sellsitifitas niaka parameter
masukan
yang paling
herpengaruh terliadap perubaliari voluriie daii puncak ba~ijir adalali bilarigari kurva. Peniiigkatan nilai parameter I' ~ncniiliki sensitititas yalig sangat tinggi terhadap erosi potensial d a ~ iaktual, tetapi penurunali nilai I' tidak incmhcrikaii petiurunao erosi sangat tinggi. Parameter panjang lereng sangat peka terliadap perubahan erosi potensial dari aktual baik untuk peningkatal inaupun penurunan pari.jang lereiig. Ellain sekenario tata guria laliari disimtilasikan utituk menurunkai erosi dan baijir. Penainbahari luas liutart 8.3% Ii'mya menurunka~ierosi 3.99.6 d a i debit pu~icak 1 .I%. Penuruna~~ erosi, sediineri dari banjir ciikup yat~gbesar terjadi pada sekenario IV,
yaitu penguraigan luas daerah perurnahan seluas 21.88 hektar. Penainbalian luas daerali peturnahan berdasarkan Rcncaria Tata Rua~igTaliiin I996 iiieningkatkan erosi 1 139.0, sediinentasi 1 17.9% d a i pwicak bal-iis riieningkat 13.4%. Skenaiio V mengkotnbinasikari sekenario I, 11, dan IV sehingga dillasilkan periiisunao erosi terbaik ~nenjadi9.63 tonlacretaliuii, sediinentasi 3.55 toolacre-tahuii d a i dcbit puiicak 5 taliunati sebesar 967 cfs. IJntuk penggutiaan model AGNPS vada daerall yang cukup luas dan bergiinunggunung disarankan untuk ineinpesgu~iakant yarig seragaln u~itukmcmbandirigakan keluaraii rriodel dart laparigart.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur Penulis panjatkan kehadiiat AUah SWT, karena atas perkenan-Nya Penulis mendapat kesempatan untuk menyelesaikan Skripsi yang berjudul "PENDUGAAN BANJDR, EROSI DAN S E D m N T A S I PADA SUB
DAS
CIGULUNG-MARIBAYA
MEMPERGUNAw
MODEL
SIMULASI AGNPS (AGRICULTURAL >,'ON PGIhT SDURCE POLLTJTrC?:< MODEL). AGNPS merupakan program simulasi komputer yang masih relatif baru. Penggunaannya sedang diujicobakan pada sejumlah DAS dari yang berukuran kecil hingga berukuran besar. Dengan digunakannya AGNF'S diharapkan akan memperoleh metode-metode pengelolaan DAS yang terbaik sehkgga besamya banjir, erosi dan sediientasi dapat diduga dan dikendalikan secara tepat. Masalah banjir, erosi dan sedimentasi erat kaitannya dengan konsemasi tanah clan air serta tata air. Oleh sebab tapat kiranya penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Pengairan, Departemen pekerjaan Umum di Bandung, Jawa Barat; ternpat Peneliti memperoleh pengetahuan pertarna dalam penggunaan model AGNPS. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terirnakasih kepada : 1. Dr. Ir.Moh. Azron DhaE~ar,MSAE selaku Pembimbing I.
2. Ir. Moh. Arief Ilyas, M.Si. (Puslitbang Pengairan) selaku Pembimbing II. 3. Dr.
Ir.Moeljamo Djojomartono, MSa. atm kesediaanya menguji.
4. Ir. Alwi yang telah memberikan banyak informasi dan pengalamannya d a k n
penggunaan model simulasi AGNPS. Bapak Wawan, Ir. Envan Surapati dan
Ir. Waris Winardi atas dorongan dan bantuan data. 5. "My best friend" Agung SSi. atas persaudaraanya, Soleh STP, Ropi, Dedi, Suro, Bre, Amy, semua adik-adik 31 dan 32 atas perhatiannya. dan semua pihak yang telah membantu penulis hiigga selesainya Skripsi ini. Saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca sangat diiarapkan guna terlaksananya suatu penelitian yang berhasil dan bermanfaat. Bogor. Juni 1999 Penulis
DAFTAR IS1 Teks
Halaman
KATA PENGANTAR .............................................................. i
.. ...
DAFTAR IS1 ..........................................................................
II
DAFTAR TABEL ...................................................................
rn
D A F T m GXvlEAR ............................................................
iv
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................
v
I.
PENDAHSJLUAN ............................................................ 1 A. Latar Belakang .............................................................
1
..
B . Tujuan Penelitlan ........................................................... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA .....................................................
3
A. Tinjauan Umum DAS ..................................................... 3
B . Erosi dan Sedimentasi yang Diizinkan ................................. 5 C. Teknik Pengawetan Tanah dan Air ......................................
8
D . Pendekatar. Sistem DAS Mempergunakan Sistim Model ........... 10 E . Model Simulasi AGNPS .................................................
12
E .1. Hubungan antar Komponen dalam Model AGNPS ............ 12
E.2. Masukan Model AGWS ...........................................
14
E.3. Keluaran Model AGNPS ...........................................
17
J I l. METODOLOGI PENELITIAN ............................................ 18
A . Tempat dan Waktu
........................................................ 18 B . Alat ..................... .................................................. 18 C. Prosedur Kerja ............................................................. 18 D . Validasi Model ............................................................. 19 E . Kalibrasi Model ............................................................ 20 H A S L DAN PEMBAHASAN ............................................. 22 .4. Keadaan Umum Sub DAS Cigulung -Maribaya ...................... 22
B . Data Masukan Model AGAIPS ........................... B .1. Kemiringan Lereng dan Arah Aliran
..
11
B .2. Tata Guns Lahan ....................................................
25
B.3. Tanah .................................................................
27
B.4. Data Hujan ...........................................................
29
B.5. Keluaran Model AGPPS ..........................................
29
C. Keluaran Model AGNPS ..................................................
29
C.1. Debit Puncak .........................................................
29
C.2. Erosi dan Sedimentasi .............................................
33
D. Perbandingan Debit Puncak Keluaran Model dengan Lapangan.... 33 E . Pendugaan Erosi Tahunan clan Debit Puncak .......................... 34 E .1. Penentuan Volume Limpasan Permukaan ........................ 35
E.2. E13" .....................................................................36 ..
E.3. Puncak Banj~r.........................................................37
F. Analisis Sensitivitas Model AGNPS pada Sub DAS CislungMaribaya ...................................................................
38
G. Simulasi Model AGNPS untuk Menurunkan Banjir, Erosi dan Sedirnentasi.................................................................
39
V . KESIMPULAN DAN SARAN .............................................
43
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................
45
LAMPIRAN ..........................................................................
47
