SEDIMENTASI SEDIMENTASI WADUK & EROSI LAHAN
[B.A. Kironoto]
Lab. Hidraulika Hidraulika - Jurusan Jurusan Teknik Teknik Sipil Sipil FT UGM UGM
2/19/2004
Permasalahan Umum
Permasalahan sedimentasi waduk banyak terjadi di Indonesia, yang berdampak pada pengurangan usia operasi waduk.
Sumber utama sedimentasi waduk : Erosi di Daerah Tangkapan Waduk.
Perm Permas asal alah ahan an sedi sedime ment ntas asii wadu waduk k tida tidak k terl terlep epas as dari dari berb berbag agai ai kendala yg dih dihadapi, ba baik pada waktu perencanaan maupun pada pada wakt waktu u wadu waduk k suda sudah h bero berope pera rasi si,, misa misall :
data data sedime sedimen n tidak tidak akurat akurat,, yg diseba disebabka bkan n karena karena : terbatasnya a terbatasny
data sedimen sedimen yang dapat digunakan, digunakan,
metode
pengambilan sampel sedimen di sungai yang tidak tidak sesuai sesuai standa standar r
tidak berhasilnya program konservasi tanah di daerah tangkapan tangkapan waduk. waduk.
2/19/2004
Permasalahan Umum
Informasi Sedimen yang masuk waduk diperoleh :. 1.
Angkut Angkutan an sedim sedimen en di di sunga sungaii (susp (suspens ensii dan dan Bed Bed Load) Load)
2.
Peng Penguk ukur uran an Echo Echo-s -soun oundi ding ng di wadu waduk k
3.
Perh Perhit itung ungan an ero erosi si di Dae Daera rah h Tangk Tangkap apan an Wad Waduk uk
No. 1
Baik untuk Perencanaan (di dukung No. 3)
No. 2
Baik untuk Verifikasi / Monitoring
No. 3
Baik untuk untuk Pengen Pengendalian dalian (di dukung dukung No. 1 dan 2) 2)
Tahap Perencanaan : No. 1 + 3 Tahap Operasional
2/19/2004
2/19/2004
: No. 1 + 2 + 3
Angkutan Sedimen di Sungai Bed Load
1.
Perhitungan dengan rumus-rumus empirik : Rumus Einstein, Meyer-Peter-Muller, Frijlink, dll
2.
Perhitungan dengan berdasar prosentase suspende load (Tabel Maddock)
3.
Di ukur langsung di lapangan (sulit ; mahal ; beresiko)
Butuh data karakteritik sungai, sedimen/material dasar, dan aliran
2/19/2004
Tabel Maddock Prosentase bed lod terhadap suspended load Konsentrasi sedimen suspensi (mg/liter)
Jenis bahan dasar sungai
Tekstur dari material suspensi
prosentase muatan dasar terhadap muatan suspensi total
< 1000
pasir
20% - 50% pasir
25 – 150
1000 - 7500
pasir
20% - 50% pasir
10 – 35
> 7500
pasir
20% - 50 % pasir
5
sembarang konsentrasi
lempung padat, kerikil
< 25% pasir
5 – 15
sembarang konsentrasi
lempung dan lanau
tanpa pasir
<2
2/19/2004
Kembali
Angkutan Sedimen di Sungai Suspended Load
Qs = 0.0864. C. Qw
Q s= a Qwb
Qs [ Ton/hari] ; Q [m3/dt] ; C [mg/liter]
Debit Sedimen suspensi, Qs, diperoleh berdasar data pengukuran konsentrasi sedimen suspensi, C, dan pengukuran debit aliran, Qw.
Dicari korelasi Debit Sedimen Suspensi dengan Debit Aliran (berdasar data lapangan)
Data Aliran runtut waktu
kurva durasi debit
2/19/2004
Pengukuran Echosounding Alat Echosounder : alat ukur kedalaman + perahu Mengukur volume waduk sekarang Membandingkan volume waduk hasil pengukuran yang lalu dengan hasil pengukuran sekarang
2/19/2004
Perhitungan Erosi di Daerah tangkapan Waduk Pengertian Erosi Rumus Penduga Erosi Contoh perhitungan erosi (GIS; studi kasus : erosi pada Waduk Kedungombo + Manual ; studi kasus Waduk Sermo)
2/19/2004
Penegertian Erosi
Suara Merdek
Contoh : Waduk WONOGIRI (GAJAH MUNGKUR) Kapasitas Tampungan : 554,96 Juta m3 Usia rencana waduk : 100 th Permasalahan sedimentasi sudah terjadi pada saat usia operasi waduk baru 20 th telah dilakukan upaya pengerukan
Kompas
2/19/2004
Kembali
P er ge ra ka n S ed im e dapa
dibedaka
D i S un ga i sebaga
suspended load dan bed load
Video Pergeraka S ed im e
d i S un ga i
Bagaimana Proses Pengendapan Sedimen d i W ad uk ?
2/19/2004
Proses Pengendapan Sedimen di Dalam Waduk
Proses Pengendapan Bed load Proses Pengendapan Suspended Load
Permasalahan sedimentasi waduk lebih disebabkan oleh Endapan Sedimen Suspensi 2/19/2004
Kembali
Pengertian Erosi & Sedimentasi Erosi : proses penghanyutan tanah oleh kekuatan air
(dan angin), baik yang terjadi secara alamiah maupun sebagai akibat tindakan manusia normal atau geological erosion dan accelerated erosion Normal / geological erosion : erosi yang berlangsung
secara alamiah, yang terjadi secara normal di lapangan melalui tahap-tahap :
pemecahan agregat atau bongkah-bongkah tanah ke dalam partikel-partikel tanah yang berukuran lebih kecil pemindahan partikel-partikel tanah, baik dengan melalui penghanyutan oleh air (maupun karena kekuatan angin); pengendapan partikel-partikel tanah yang terpindahkan atau terangkut ke tempat-tempat yang lebih rendah atau di dasardasar sungai/waduk/muara sungai/laut.
2/19/2004
Pengertian Erosi & Sedimentasi Accelerated
erosion : proses-proses kejadian erosi seperti normal/geological erosion akan tetapi kejadiannya dipercepat akibat tindakan-tindakan atau perbuatan manusia yang bersifat negatif, atau karena adanya kesalahan dalam pengelolaan tanah
Erosi yang dipercepat menimbulkan dampak yang
merugikan bagi kehidupan manusia. Faktor-faktor erosi: iklim, tanah, topografi, vegetasi,
pengelolaan 2/19/2004
Photo Erosi Tanah
2/19/2004
Photo Erosi Tanah
2/19/2004
Proses Erosi
1. Dayakinetik tetes air 2. Pertikel-partikel tanah terlepaskan 3. Runoff 4. Partikel mengikuti infiltrasi, menyumbat ori
2/19/2004
Jenis-jenis Erosi Sheet erosion
Rill erosion Accelerated erosion Pengaruh iklim + tindakan manusia
Stream bank erosion
Erosi (erosion) secara alamiah Normal erosion
2/19/2004
Gully erosion
Jenis-jenis Erosi Erosi permukaan ( sheet erosion) ss
2/19/2004
Jenis-jenis Erosi Erosi alur (rill erosion)
2/19/2004
Jenis-jenis Erosi Erosi parit ( gully erosion)
2/19/2004
Jenis-jenis Erosi Streambank erosion
2/19/2004
Dampak Erosi Bentuk dampak Langsung
D am p ak d i te m pa t k eja dia n ero si
•
•
•
•
•
•
Tidak langsung
D am p ak d i lu ar te m pa t k eja dia n
Kehilangan lapisan tanah yang baik bagi berjangkarnya akar tanaman
a.
Pelumpuran dan pendangkalan waduk, sungai, saluran dan badan air lainnya
Kehilangan unsur hara dan kerusakan struktur tanah
b.
Tertimbunnya lahan p e r t a n i a n , j a la n d a n bangunan lainnya
c.
Mengh ilangnya mata air dan m e m b u r u k n y a k u a l i t a s a ir
d.
Kerusakan ekosistem perairan (tempat bertelur i k a n , te r u m b u k a r a n g d a n sebagainya)
e.
Kehilangan nyaw a dan harta oleh banjir
f.
Meningkatnya frekuensi dan masa kekeringan
Peningkatan penggunaan energi untuk produksi K e m e r o s o t a n p r o d u k t i f i ta s tanah atau bahkan m enjadi tidak dapat dipergunakan untuk berproduksi K e r u s a ka n b a n g u n a n konservasi dan bangunan lainnya pemiskinan petani penggarap / pemilik tanah
a.
B e r k u r a n g n y a a l t e rn a t i f penggunaan tanah
b.
Timbu lnya dorongan / tekanan untuk membuka lahan baru
c.
Timbu lnya keperluan akan perbaikan lahan dan bangunan yang rusak
a.
Kerugian oleh memendeknya umur waduk
b.
Meningkatnya frekuensi dan besarnya banjir
2/19/2004
Teknologi Pengendali Erosi Menutup
tanah dengan tumbuh-tumbuhan dan tanaman (atau sisa-sisa tanaman), agar tanah terlindung dari daya rusak butir-butir hujan yang jatuh. Butir-butir hujan yang jatuh diusahakan tidak langsung mengenai tanah, sehingga tanah tidak terdispersi.
Memperbaiki
dan menjaga keadaan tanah agar resisten terhadap penghancuran butiran tanah dan terhadap pengangkutan butir tanah oleh aliran permukaan, serta memperbesar daya resap tanah.
2/19/2004
Teknologi Pengendali Erosi Mengatur aliran permukaan agar mengalir dengan
kecepatan yang tidak merusak dan memperbesar jumlah air yang terinfiltrasi ke dalam tanah aliran permukaan tidak mengalir searah lereng akan tetapi sejajar dengan arah garis kontur sehingga kecepatan aliran permukaan kecil Usaha pengendalian erosi dapat dilaksanakan dengan
teknologi atau cara-cara sebagai berikut : Cara vegetatif Cara mekanis Cara vegetatif-mekanis
2/19/2004
Prediksi dan Evaluasi Erosi Wischmeier dan Smith (1965, 1978) : The Universal Soil
Loss Equation (USLE )
A = R K L S C P A : banyaknya tanah yang tererosi dalam [ton per hektar per tahun], R, faktor curah hujan dan aliran permukaaan (erosivitas hujan), K , adalah faktor erodibilitas tanah, L, faktor panjang lereng, S , faktor kecuraman lereng, C , faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman, dan P adalah faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah. 2/19/2004
Korelasi Parameter Erosi dalam persamaan The Universal Soil Loss Equation (USLE )
Besar Erosi
Erodibilitas
Hujan Erosive
Pengelolaan
Sifat Tanah Intensitas Hujan Hujan
Pengelolaan Vegetasi
Pengelolaan Lahan
A
=
R
K
LS
P
C
2/19/2004
Erosivitas hujan berdasarkan intensitas hujan maksimum 30 menit ( I 30) Bols (1978):
Rm = 6,119 ( P m)1.21 ( HH )-0.47 ( P max)0.53
atau
Rm = 2,21 P m1.36 dimana Rm = erosivitas hujan bulanan P m = hujan bulanan dalam [cm] HH = hari hujan dalam satu bulan P max = hujan harian maximumpada bulan yang bersangkutan dalam [cm]
2/19/2004
Faktor Erodibilitas Tanah, K Dapat diperoleh dari lapangan (sampel tanah)
2/19/2004
Faktor Erodibilitas Tanah, K Nilai K untuk beberapa jenis tanah yang ada di Indonesia ( Dinas RLKT, Departemen Kehutanan) No.
Jenis Tanah
Faktor K (erodibilitas)
1.
Latosol coklat kemerahan dan litosol
0,43
2.
Latosol kuning kemerahan dan litosol
0.36
3.
Komplek mediteran dan litosol
0,46
4.
Latosol kuning kemerahan
0,56
5.
Grumusol
0,20
6.
Aluvial
0,47
7.
Regusol
0,40
2/19/2004
Faktor L dan S Dalam prakteknya nilai L dan S sering dihitung sekaligus berupa faktor LS m
LS = ( X /22,1)
m
atau dimana
(0,065 + 4.56 sin Θ + 65,41 sin
LS = ( X /22,1)
Θ)
2
(0,065 + 0,045 s + 0,0065 s )
m
= tetapan seperti telah tercantum dalam rumusan terdahulu
Θ
= sudut kemiringan lereng tanah dalam [derajat]
s
= kemiringan lereng tanah dalam [persen]
2/19/2004
Faktor L dan S
2/19/2004
2
Faktor L dan S Faktor LS yang dikeluarkan oleh Departemen Kehutanan
Kelas lereng
Kemiringan lereng
LS
I
0-8
0,4
II
8 - 15
1,4
III
15 - 25
3,1
IV
25 - 40
6,8
V
> 40
9,5
2/19/2004
Faktor C dan P Faktor
C dalam persamaan USLE pengaruh jenis tanaman terhadap erosi
mengukur
Nilai faktor P adalah faktor praktek pengendalian laju
erosi (pengelolaan) secara mekanis, seperti misalnya penanaman mengikuti kontour, strip cropping , dan pembuatan teras.
2/19/2004
Faktor C No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 2/19/2004
2/19/2004
Macam penggunaan Tanah terbuka/ tanpa tanaman Sawah Tegalan Ubikayu Jagung Kedelai Kentang Kacang tanah Padi Kebun campuran : - Kerapatan tinggi - Kerapatan sedang - Kerapatan rendah Perladangan Hutan alam : - Serasah banyak - Serasah kurang Hutan produksi : - Tebang habis - Tebang pilih Semak belukar / padang rumput
Alternatif lain
Nilai faktor 1.0 0.01 0.7 0.8 0.7 0.399 0.4 0.2 0.561 0.1 0.2 0.5 0.4 0.001 0.005 0.5 0.2 0.3
: Faktor CP
Faktor P No 1
2 3
4 2/19/2004
2/19/2004
Tindakan khusus konservasi tanah Terras bangku : - Konstruksi baik - Konstruksi sedang - Konstruksi kurang baik - Teras tradisional baik Strip tanaman rumput (padang rumput) Pengolahan tanah dan penanaman menurut garis kontour - Kemiringan 0 – 8 % - Kemiringan 9 – 20 % - Kemiringan lebih 20 % Tanpa tindakan konservasi
Nilai P
0.04 0.15 0.35 0.40 0.40 0.50 0.75 0.90 1.00
Klasifikasi Bahaya Erosi Kelas Bahaya Erosi
Tanah hila ng, A, dalam [ton/ha/tahun]
Keterangan
I
< 15
Sangat ringan
II
15 – 60
Ringan
III
60 – 180
Sedang
IV
180 – 480
Berat
V
> 480
Sangat Berat
2/19/2004
CONTOH HITUNGAN EROSI Studi Kasus Waduk Kedungombo
GIS (Arc View)
Studi Kasus Waduk Sermo
Manual
2/19/2004
