Laporan Praktikum Ke-2 M.K. Analisis Hidrologi Dosen: 1. Hidayat Pawitan, Ph.D. 2. Bambang Dwi Dasanto
Hari, tanggal : Jum’at, Jum’at, 27 Februari 2014 Asisten : 1.Siti 1.Siti Sya’diah Sya’diah 2.Muhammad Okta Byari
(G24110014) (G24100054)
MORFOMETRI MORFOMETRI DAERAH ALIRAN SUNGAI : DELINIASI DAS, PENDUGAAN PARAMETER, GEOMORFOLOGI DAN DIMENSI FRAKTAL
Kelompok 8 Ana Janati (G24110003) Mega Fitria (G24120008) Luisa Febria Amalo (G24120011) Chaerul Adam Hertians (G24120027) Benny Fajar Mufid (G24120039) Yahya Ramadhana (G24120052) Hilda Ayu Pratikasiwi (G24120068)
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2015
PENDAHULUAN Latar Belakang Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu kesatuan wilayah di atas suatu titik tertentu pada suatu wilayah sungai yang dibatasi oleh punggung bukit atau gunung yang yang dapat ditelusuri pada peta topografi (Linsley dan Franzini, 1989). Keberadaan air di suatu DAS merupakan salah satu tahap dari perjalanan air dalam daur hidrologi yang menjadi bagian yang penting karena menyangkut persediaan sumber daya air untuk berbagai kepentingan. Luas, bentuk DAS, aspek, kelerengan, pola jaringan sungai, kerapatan drainase, dan kelandaian sungai utama adalah faktor-faktor morfometri DAS yang mempengaruhi bentuk hidrograf aliran sungai sebagai gambaran atas tanggapan DAS terhadap masukan tertentu, selain faktor-faktor tidak tetap lainnya. Orde sungai merupakan tingkat jaringan sungai suatu DAS dan kerapatan jaringan sungai menurut orde sungai merupakan ciri dalam menentukan bentuk hidrograf aliran. Dalam perjalanan air hujan di DAS, air hujan mula2 akan terkumpul (terkonsentrasi) di sungai-sungai tingkat satu sebelum mengalir ke sungai dengan tingkatan yang lebih tinggi, dan akhirnya akan terkuras ke danau atau laut lepas. Tujuan Praktikum 1. Menentukan batas, luas, dan karakteristik DAS. 2. Menentukan parameter-parameter Geomorfologi dan dimensi fraktal DAS
METODOLOGI Alat dan Bahan 1. Peta rupa bumi Indonesia (RBI) Bakosurtanal skala 1:25.000 2. Kertas kalkir 3. Penggaris, pensil, kertas milimeter. 4. Curvemeter, Kalkulator 5. Alat tulis lainnya Langkah Kerja a. Penentuan batas dan luas DAS : 1. Siapkan peta rupa bumi Indonesia, kertas kalkir, dan alat tulis 2. Peta rupa bumi dan kertas kalkir ditumpangtindihkan, 3. Pertama pilih DAS yang akan dideliniasi mulai dari titik outlet DAS pada sungai utama. Perkirakan outlet pada sungai orde-3 atau orde-4 sehingga diperoleh DAS dengan luas puluhan km 2 sampai seratusan km2, 4. Tentukan jaringan sungai dari kontur dengan langkah pertama, yaitu mencari hulu sungai kemudian menentukan posisi outlet DAS sebagai hilir sungai dengan mencari lekukan kontur V untuk posisi sungai. Deliniasi batas DAS dimulai dari posisi kiri-kanan outlet DAS, dengan menelusuri
2
posisi punggung bukit sesuai lekukan kontur ˄, dengan membuat garis searah lekukan kea rah hulu dan tegak lurus kontur. 5. Menentukan luas DAS. b. Analisis karakteristik dan morfometri DAS 1. Penentuan orde sungai Langkah analisis karakteristik dan morfometri DAS yang pertama adalah dengan menentukan orde sungai dari peta jaringan sungai berdasarkan metode Strahler. Penentuan orde dilakukan dengan ketentuan yaitu aliran sungai yang paling ujung dan tidak mempunyai ank sungai disebut orde pertama. Apabila dua aliran dengan orde yang sama bertemu maka akan terbentuk anak sungai dengan orde setingkat lebih tinggi. Sedangkan bila dua sungai berbeda orde bertemu maka orde pertemuan anak sungai tersebut adalah orde paling besar. 2. Penentuan dan perhitungan panjang sungai tiap-tiap orde dengan peta sungai Tahapan pertama dilakukan dengan mengukur panjang rata-rata tiap orde. Tahapan kedua dilakukan dengan mengukur panjang maksimum sungai utama. 3. Kerapatan DAS : Kerapatan DAS merupakan perbandingan antara jumlah panjang semua sungai di dalam DAS dengan luas DAS
Ket : Dd = kerapatan jaringan sungai dalam km/km2 Lu = jumlah panjang semua sungai di dalam DAS dalam km Au = Luas DAS dalam km2 4. Perhitungan rasio percabangan dan rasio panjang, Secara matematis, perhitungan rasio percabangan dan rasio panjang adalah sebagai berikut : ; Ket : Nu = jumlah orde sungai berorde u Lu = panjang orde sungai berorde u R b = rasio percabangan R l = rasio panjang 5. Dimensi fraktal Persamaan dimensi fraktal adalah sebagai berikut :
3
dengan d = dimensi fraktal jaringan hidrologi sungai 6. Penentuan panjang sungai utama dari luas DAS dan dimensi fraktal Persamaan penentuan panjang sungai utama adalah : L = 1.4 A d Ket : L = panjang sungai utama (dalam mil) A = luas DAS (dalam mile square) d = dimensi fraktal sungai utama
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil : Tabel 1. Hasil Perhitungan Morfometri DAS Peubah Satuan 85,825 km² Lmax 41,20625 Lrata-rata 60 Orde 1 30 Orde 2 19 Orde 3 1 Orde 4 0,566395408 Rl 1,984649123 Rb 12,96 km² Luas 0,98 km/km² D -0,762994222 D
DAS
Cisadane
Diskusi:
Morfometri merupakan keadaan morfologi sungai yang dinyatakan secara kuantitatif karakteristik DAS yang terkait dengan aspek geomorfologi suatu daerah (Rahayu et al ). Karakteristik ini terkait dengan proses pengatusan (drainase) air hujan yang jatuh di dalam DAS. Parameter tersebut adalah luas DAS, bentuk DAS, jaringan sungai, kerapatan aliran, pola aliran, dan gradien kecuraman sungai. Luas daerah aliran dapat diperkirakan dengan mengukur daerah tersebut pada peta topografi. Bentuk DAS mempengaruhi waktu konsentrasi air hujan yang mengalir menuju outlet. Semakin bulat bentuk DAS berarti semakin singkat waktu konsentrasi yang diperlukan, sehingga semakin tinggi fluktuasi banjir yang terjadi. Sebaliknya semakin lonjong bentuk DAS. Jaringan sungai dapat mempengaruhi besarnya debit aliran sungai yang dialirkan oleh anak-anak sungainya, jaringan sungai dapat mempengaruhi besarnya debit aliran sungai yang dialirkan oleh anak-anak sungainya. Orde sungai adalah posisi
4
percabangan alur sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai pada suatu DAS. Berdasarkan metode Strahler, alur sungai paling hulu yang tidak mempunyai cabang disebut dengan orde pertama (orde 1), pertemuan antara orde pertama disebut orde kedua (orde 2), demikian seterusnya sampai pada sungai utama ditandai dengan nomor orde yang paling besar (Rahayu et al 2009). DAS adalah daerah tertentu yang bentuk dan sifat alaminya sedemikian rupa sehingga merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungai yang melaluinya. Sungai dan anak-anak sungai tersebut berfungsi untuk menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan serta sumber air lainnya. Penyimpanan dan pengaliran air dihimpun dan ditata berdasarkan hukum alam di sekelilingnya sesuai dengan keseimbangan daerah tersebut (Rahayu et al 2009). Secara administrative DAS Cisadane terletak di Kabupaten Bogor, Kotamadya Bogor, Kabupaten Tanggerang, dan Kotamadya Tanggerang dengan luas area DAS 151.808 ha. Sumber DAS Cisadane berasal dari Taman Nasional Gunung Gede Pangrango dan Taman Nasional Halimun Salak. Bagian hulu DAS Cisadane merupakan daerah berbukit dengan ketinggian mencapai 300mdpl dan kemiringan lereng 40% bagian hilir dan bagian tengah merupakan daerah datar dan bergelombang. Bagian hulu meliputi Kabupaten Bogor dan sebagian Kota Bogor di dominasi oleh pegunungan lahan berupa hutan, ladang, perkebunan, pemukiman dan lahan kosong, Bagian tengah dan hilir penggunaan lahan didominasi oleh pemukiman, ladang dan lahan kosong. Berdasarkan karakteristik geologi, DAS Cisadane termasuk dalam 2 zona Fisiografi yaitu Zona Bogor yang dicirikan dengan antiklinorium dengan arah barat-timur dan wilayah Sukabumi merupakan kelanjutan dari zona Bandung yang dicirikan dengan adanya sedimen tua diantara endapan vulkanik (PPE region Jawa 2014). Berdasarkan data yang di olah (Tabel terlampir) dapat diketahui bahwa DAS Cisadane terdiri dari empat orde, dimana orde pertama memiliki 60 cabang anak sungai dengan panjang rata-rata 1,430416667 km. Sedangkan orde dua memiliki 30 percabangan dengan panjang 1,153333333 km.Orde tiga memiliki 19 percabangan dengan panjang rata-rata 1,751315789km. Orde empat memiliki 1 percabangan dengan panjang rata-rata 11,125 km. Ri merupakan nisbah panjang DAS. Bentuk DAS secara kuantitatif dapat diperkirakan dengan menggunakan nilai nisbah panjang ini. RB adalah Jumlah alur sungai suatu orde dapat ditentukan dari angka indeks percabangan sungai (bifurcation ratio), dengan persamaan :
Keterangan : Rb= rasio percabangan sungai
5
Nu= Jumlah alur sungai untuk orde ke-u Nu+1= Jumlah alur sungai untuk orde ke-(u+1) Perhitungan Rb ini dilakukan dalam unit Sub DAS atau sub-sub DAS. Hasil persamaan tersebut dapat menyatakan keadaan sebagai berikut:
Rb < 3: alur sungai mempunyai kenaikan muka air banjir dengan cepat, sedangkan penurunannya berjalan lambat Rb 3 - 5 alur sungai mempunyai kenaikan dan penurunan muka air banjir tidak terlalu cepat atau tidak terlalu lambat Rb > 5: alur sungai mempunyai kenaikan muka air banjir dengan cepat, demikian pula penurunannya akan berjalan dengan cepat
Garis batas antara DAS adalah punggung permukaan bumi yang dapat memisahkan dan membagia air hujan ke masing-masing DAS. Garis batas tersebut ditentukan berdasarkan perubahan kontur dari peta tofografi sedangkan luas DAS nya dapat diukur dengan alat planimeter. Skala peta yang digunakan akan mempengaruhi ketelitian perhitungan luasnya. adapun formula untuk perhitungan luas yaitu: Luas = Sisi kotak x Sisi kotak x Jumlah Grid x (Skala) Dari data yang telah di olah di dapatkan luas DAS sebesar 12,96 km². Kerapatan aliran sungai menggambarkan kapasitas penyimpanan air permukaan dalam cekungan-cekungan seperti danau, rawa dan badan sungai yang mengalir di suatu DAS. Kerapatan aliran sungai dapat dihitung dari rasio total panjang jaringan sungai terhadap luas DAS yang bersangkutan. Semakin tinggi tingkat kerapatan aliran sungai, berarti semakin banyak air yang dapat tertampung di badan-badan sungai. Kerapatan aliran sungai adalah suatu angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak sungai di dalam suatu DAS. Indeks tersebut diperoleh dengan persamaan sebagai berikut: Dd = L/A Ket: Dd = indeks kerapatan sungai (km/km2) L = jumlah panjang sungai termasuk anak-anak sungainya A = Luas DAS (km2) Jenis batuan dan morfologi medan badan sungai dapat mempengaruhi kerapatan aliran sungai. Menurut Rahayu et al (2009) Indeks kerapatan aliran sungai diklasifikasikan sebagai berikut: Dd: < 0.25 km/km : rendah Dd: 0.25 - 10 km/km : sedang
6
Dd: 10 - 25 km/km : tinggi Dd: > 25 km/km : sangat tinggi Berdasarkan indeks tersebut dapat dikatakan bahwa indeks kerapatan sungai menjadi kecil pada kondisi geologi yang permeable, tetapi menjadi besar untuk daerah yang curah hujannya tinggi. Disamping itu, jika nilai kerapatan aliran sungai: 2 2 < 1 mile/mile (0.62 km/km ), maka DAS akan sering mengalami penggenangan 2 2 5 mile/mile (3.10 km/km ), maka DAS akan sering mengalami kekeringan Dari data yang telah di olah di dapatkan Kerapatan aliran sungai Cisadane sebesar 0,98. Hal ini menunjukkan DAS Cisadane dapat menampung air cukup banyak. Merupakan rasio logaritmik dari rasio percabangan terhadap rasio panjang sungai. Dimensi fraktal dapat di hitung dengan : D=
, dengan - R L =
Sifat Fraktal dan siklus proses hidrometeorologi berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Nilai dari dimensi fraktal yang di peroleh dari praktikum adalah -0,76299. KESIMPULAN Daerah Aliran Sungai Cisadane terbagi ke dalam empat orde sungai dan memiliki luas yang cukup luas. Nilai kerapatan DAS Cisadane cukup besar yang menunjukkan jarak antar anak sungainya berdekatan dan memiliki kapasitas penyimpanan air permukaan yang cukup dalam setiap aliran di badan sungainya. Kemiringan lereng Daerah Aliran Sungai Cisadane miring yang mengakibatkan laju runoffnya cukup besar. DAFTAR PUSTAKA Heryani N, Pawitan H, Irianto G. 2002. Model Simulasi Transfer Hujan-Aliran Permukaan (H2U) Untuk Pendugaan Debit Daerah Aliran Sungai. Jurnal Agromet 16 (1 & 2). Bogor. PPE Region Jawa. 2014. Profil Ekoregion Jawa. [ppejawa.com/ekoregion/dascisadane/] Rahayu S, Widodo HR, Noordwijk VM, Suryadi I, Vebist Bruno. 2009. Monitoring Air di Daerah Aliran Sungai. World Agroforestry Centre. Sosrodarsono D, Takeda K. 1983. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta : PT Pradnya Paramitra. Sri Harto. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.
7
