Bahan dan Alat Bahan Tahapan Penelitian Pengumpulan Data Primer Data Biofisik

3.2. Bahan dan Alat Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Data iklim, tanah, geologi, tata guna lahan., Data Citra satelit Landsat ETM 7+ tahun 20062007, Data Citra SPOT 4 Tahun 2009, Data SRTM, Peta Rupa Bumi Indonesia lembar 0618-61 dan 0618-33, 0618-33. b. Data Statistik kecamatan dalam lingkup Sub DAS DTA Danau Toba c. Kuisioner untuk sosial ekonomi d. Bahan-bahan pembantu lainnya. Alat-alat Penelitian Dalam penelitian ini di gunakan alat – alat sebagai berikut: a. Plot Pengamatan erosi, Permeameter, Curent meter, Pita ukur 1 m dan 25 m yang digunakan untuk pengukuran panjang seperti pada vegetasi, tanah, kedalaman air, dan lain-lain; b. Kamera, GPS, Timbangan, Oven, Alat-alat pengukur kualitas air di lapangan seperti botol sampler, termometer, dan lain-lain, serta dilaboratorium misalnya gelas piala, pipet, peralatan pemanas, dan lain-lain. c. Alat-alat bantu misalnya golok, botol air, jerigen, ember dan lain-lain.

3.3. Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian dilakukan dalam bentuk persiapan pengumpulan data sekunder, penentuan lokasi pengamatan, pengumpulan data primer di lapangan, Universitas Sumatera Utara analisis data dan penulisan hasil penelitian disertasi seperti diperlihatkan pada Gambar 6 berikut. Gambar 6. Tahapan Pelaksanaan Penelitian

3.4. Pengumpulan Data Primer Data Biofisik

Data biofisik yang berhubungan dan terkait dengan model optimalisasi penggunaan lahan di Sub DAS Aek Silang, seperti jenis tanah dan masing-masing sifat fisik kimianya, data hidrologi, luas ragam vegetasi hutan, tanaman tahunan, DTA Danau Toba Sub DAS Aek Silang Analisis Hidrologis Analisis erosi Model ANSWERS Kebijakan Penggelolaan DAS Optimal AHP Analisis Sosial Ekonomi Analisis Kelembagaan Penggunaan lahan terbaik hasil simulasi model Universitas Sumatera Utara lahan sawah, tegalan, alang-alang, pemukiman, data erosi dan sedimentasi. Adapun lokasi pengamatan data biofisik diperlihatkan pada Gambar 7. V T U Silang Danau Toba Bodang Silabung

B. Sigumbang Binanga Bolon

Siparbue Perembakan Guluan Pulau Kecil Partungko Naginjang Huta Julu Tipang Cinta Maju Tamba Dolok Parsingguran II Ria Ria Parsingguran I Dolok Raja Marbun Sileang Parmahan Pollung Hariara Pohan Janji Martahan Turpuk Malau Sosor Dolok Sabulan Huta Paung Sipitu Huta Turpuk Sihotang Simamora Siponjot Sampur Toba Sinam bela Huta Lontung Sitolu Bahal Holbung Turpuk Sagala Siunong Unong Julu Simangulampe Turpuk Limbong Janji Raja Sibuntuon Buntu Mauli Boho Pansur Batu Tapian Nauli Sihassima Dolok Mardugu Janji Raja Sibuntuon Boho Sitolu Bahal Kec. Harian Kec. Pollung Kec. Baktiraja Kec. Palipi Kec. Dolok Sanggul Kec. Lintong Nihuta Kec. Muara Kec. Parlilitan Kec. Sianjur Mula Mula Kab. SAMOSIR Kab. HUMBANG HASUNDUTAN 6 9 8 7 5 1 4 2 3 11 10 17 20 14 16 13 19 15 12 18 98 °510E 98 °510E 98 °4640E 98 °4640E 98 °4220E 98 °4220E 98 °380E 98 °380E 2 °2 6 4 N 2 °2 6 4 N 2 °2 2 2 N 2 °2 2 2 N 2 °1 8 N 2 °1 8 N 99 °1920E 99 °40E 99 °40E 98 °4840E 98 °4840E 98 °3320E 98 °3320E 2 °4 6 N 2 °4 6 N 2 °3 4 N 2 °3 4 N 2 °1 5 2 N 2 °1 5 2 N Lokasi Yang Dipetakan Peta Situasi Sub DAS Aek Silang-DTA TOBA PETA LOKASI PENGAMATAN PER, KA, Tanah Agragat © 20 40 60 80 10 Km Skala 1 : 115.000 Sub DAS Aek Silang - DTA TOBA Sumatera Utara Legenda : Sumber Data : 1. Peta Rupa Bumi Indonesia, Skala 1:50.000, Bakosurtanal 2. Peta DTA TOBA, 2009, BPDAS Asahan Barumun 3. Suvey Lapang PROGRAM STUDI PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN SEKOLAH PASCASARAJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Sungai

C. ORDO SUNGAI A. RELIEF

B. BATAS-BATAS

Bat as Desa Bat as Kecamatan Bat as Kabupaten Bat as DASSub DAS Ordo 1 Ordo 2 Ordo 3 Ordo 4 Ordo 5

D. TITIK SAMPEL

Titik-TitikPengamatan PER, KA, Tanah , Agregat Stasiun Pengamatan Aliran Su ngai SPAS V T U Gambar 7. Lokasi Titik Sampel Penelitian 1. Data Debit Aliran Qw Data debit diperoleh dengan menggunakan Pengukuran Autometic Water Level AWLR yang ada di Aek Silang milik Balai Wilayah Sungai Sumatera Utara II. Data yang dicatat adalah tinggi muka air, dan dengan rumus tertentu kalibrasi antara tinggi muka air, penampang sungai dan kecepatan aliran sungai akan didapat debit sungai. Universitas Sumatera Utara Data debit yang diperoleh dari instansi yang melakukan pengkuran debit langsung yaitu balai besar wilayah sungai sumatera utara dianalisis dengan 2 dua cara yaitu: 1. Analisis rata-rata maksimum dan minimun yang diperoleh selama sepuluh tahun, lalu dibuat nilai rata-rata maksimum dan minimumnya kemudian data tersebut disusun dalam bentuk grafis untuk dianalisis lebih lanjut. 2. Analisis Trend, analisis yang digunakan adalah dengan metode grafis yaitu melakukan plot data bulanan debit Sumbu y dengan data waktu pengamatan sumbu x. Dari ploting ini akan dilihat trend debit yang diamati. Persamaan yang digunakan untuk menghitung debit dengan current meter adalah: Q = V x A Dimana : Q = Debit Aliran m3detik V = Kecepatan Aliran mdetik A = Luas Penampang basah m2 V = a.N + b Dimana : N = det ik Waktu ran JumlahPuta a, b = Kalibrasi alat Contoh-contoh debit dari berbagai tinggi muka air kemudian di buat persamaan mendapatkan nilai konstanta a dan b. Universitas Sumatera Utara Tabel 2. Perhitungan nilai konstanta a dan b pada hubungan TMA dengan Debit Aliran Q No. TgL Hm Q m3dt LogH X LogQ Y X.Y X 2 1 2 3 Dst M ∑ - - ∑ X ∑ Y ∑ X.Y ∑ X 2 ∑ Y – m log a-b ∑ X = 0 ∑ X.Y – ∑ log a – b ∑ X 2 = 0 dimana : m = Jumlah Pengamatan a, b = Konstanta Nilai konstanta a dan b dipergunakan untuk mengubah Tinggi Muka Air TMA tertentu menjadi debit aliran Q. Rumus yang digunakan sebagai berikut: Q = a. H b dimana: Q = Debit Aliran m3detik H = Tinggi Muka Air m a, b = Nilai konstanta Berdasarkan informasi dari Balai Wilayah Sungai rumus kalibrasi yang digunakan untuk mengkonversi Tinggi Muka Air TMA pada outlet SPAS Aek Silang adalah Q = 6.223D-0,174 ́ 1.521. Universitas Sumatera Utara Q = Debit aliran total m 3 detik, D = Tinggi muka aliran, 6.223 = Konstanta yang menentukan besar debit aliran ketika beda tinggi muka aliran 1 m, -0.174 = Konstanta zero flow, 1.521 = Slope kurva yang menunjukkan kenaikan debit dengan meningkatnya tinggi muka air. 2. Sedimen Sedimen diukur melalui kadar lumpur air sungai yang diperoleh dari hasil analisa sample air dengan cara : 1. Air dimasukkan kedalam kertas filter dengan mencatat tanggal, volume air, TMA dan lokasi pengambilan sample 2. Kertas filter dimasukan ke dalam oven dengan suhu 105° C selama 2 jam 3. Timbang satu persatu dan catat:  Tanggal, volume air, TMA dan lokasi pengambilan sample sesuai dengan yang ada pada lebel kertas filter.  Berat filter isi g2  Berat filter kosong gl Maka perhitungannya adalah sebagai berikut :  Berat suspensi = g2 - g 1  Konsentrasi suspensi = Csi = air volume g g 1 2  Universitas Sumatera Utara  Konsentrasi suspensi rata-rata: Cs = dst g g dst Cs g xCs g .. .......... 2 1 . .......... 2 21 1 1      Selanjutnya, setelah diperoleh konsentrasi Cs, maka untuk menghitung debit suspensi adalah sebagai berikut: Qs = 86,4. Cs . Qw Dimana: Qs = Debit Suspensi kghari Qw = Debit Aliran m3detik Cs = Konsentrasi Suspensi 86,4 = Nilai Konversi Dari contoh debit suspensi kemudian dibuat persamaan regresi hubungan antara debit suspensi Qs dengan debit aliran Qw untuk mendapatkan nilai konstanta a dan b. Tabel 3. Perhitungan nilai konstanta a dan b pada hubungan Debit Suspensi Qs dengan Debit Aliran Q. No. Tgl Qw m3dt Qs kghari LogQw X LogQs Y X.Y X 2 1 2 3 Dst M ∑ - - ∑ X ∑ Y ∑ X.Y ∑ X 2 dimana : m = Jumlah Pengamatan a, b = Konstanta Nilai konstanta a dan b dipergunakan untuk mengubah Debit Aliran Qw tertentu menjadi Debit Suspensi Qs. Rumus yang digunakan sebagai berikut: Qs = a.Qw b Universitas Sumatera Utara dimana : Qw = Debit Aliran m3detik Qs = Debit Suspensi kghari a, b = Nilai konstanta Hasil akhir dari pengukuran sedimen adalah total sedimen yang terdiri dari sedimen terlarut susupended load dengan sedimen merayap bedload. Mengingat dalam pengamatan ini yang di amati hanya suspended load, maka besarnya bedload berkisar antara 10 - 20 dari besaran suspended load. 3. Erosi Pengukuran erosi dilakukan dengan membuat plot penelitian erosi di beberapa titik lokasi penelitian sesuai dengan keragaman penutupan lahanpenggunaan lahan. Plot erosi dibuat dengan ukuran 22m x 2m sesuai dengan metoda Wishmeier. Analisis Erosi Plot Pengamatan 1. Cara Perhitungan dalam keadaan meluap 1.Banyaknya air dalam bak penampungan, misalnya 100 liter 2.banyaknya air dalam drum : tinggi air diukur dengan penggaris, misalnya 10 cm. Jika permukaan drum diameternya 56 cm, maka luas permukaan drum adalah 2.500 cm 2 . Jadi volume air dalam drum = 10 x 2.500 x 1 cm 3 = 25.00 cm 3 = 25 liter. Apabila bak penampung mempunyai 7 lobang, maka jumlah air yang meluap = 7 x 25 liter=275 liter. 2. Cara mengukur berat tanah tererosi dilakukan dua tahap 1. menimbang seluruh tanah basah. caranya tanah yang dari bak dikeluarkan dan dikeringkan sehari Universitas Sumatera Utara dalam tampah lalu ditimbang dan 2. pengeringan contoh tanah untuk menghitung berat total tanah kering 3. Alat alat yang digunakan adalah kantong plastik kecil, tali rafia, label, timbangan, kompor, oven dan cawan almunium. Caranya 1 tanah yang dari tampah diaduk-aduk dulu kemudian diambil contohnya ± 25 gram, masukkan kedalam kantong plastik lalu diikat kuat lalu diberikan label dari tiap perlakuan diambil 2 contoh tanah 2. Timbang bobot cawan kosong 3. tanah kantong plastik dimasukan kedalam cawan lalu ditimbang 4 masukan cawan berisi tanah kedalam oven 5. panaskan ± tiga jam sampai beratnya tetap dan 6. setelah pemanasan selesai, cawan yang bersisikan tanah dikeluarkan lalu ditimbang. 4. Cara perhitungan a Berat total tanah basah misalnya 1 dari bak 50 Kg dan 2 dari drum 2 Kg. jika bak mempunyai tujuh lobang maka jumlah tanah yang meluap = 7 x 2 kg = 14 Kg . jadi berat total tanah basah = 50 +14= 64 Kg b Berat contoh tanah basah misalnya 20 gram c Berat contoh tanah kering misalnya 10 gram, jadi berat total tanah kering: gram gram x gram A x b c 000 . 32 000 . 64 20 10   4. Iklim Beberapa elemen iklim yang berpengaruh dan diidentifikasi adalah curah hujan, suhu, kelembaban dan evaportranpirasi. Pada umumnya curah hujan didaerah pegunungan lebih besar daripada daratan dan kebanyakan hujan akan terjadi dibagian Universitas Sumatera Utara lereng yang menghadap arah angin dan sebagian kecil saja yang terjadi dibagian lereng belakang. Metoda Isohyet, yaitu dengan menghubungkan titik-titik curah hujan dengan nilai yang sama kedalam sebuah garis digunakan dalam kegiatan ini untuk memperoleh gambaran distribusi curah hujan di wilayah DAS, sedangkan penyajian datanya memuat tentang jumlah curah hujan tahunan, bulanan, jumlah hari hujan, tipe iklim dan lain-lain. Hasil lebih lanjut dari proses ini adalah untuk menentukan faktor erosivitas R. Pengkajian terhadap tipe iklim dilakukan dengan menggunakan klasifikasi yang dilakukan Oldemann yang membagi tipe-tipe iklim berdasarkan keberurutan bulan kering dan bulan basah. Penggunaan klasifikasi iklim Oldeman merupakan pendekatan tipe iklim yang sampai saat ini paling tepat digunakan untuk wilayah Sumatera Utara. Pendekatan tipe iklim lain yang lazim dipergunakan di Indonesia, seperti Mohr dan Schmidt – Ferguson tidak digunakan, mengingat klasifikasi iklim Schmidt – Ferguson yang mendasarkan kriteria bulan-bulan yang disebut Bulan Kering BK sebagai bulan-bulan yang memiliki jumlah curah hujan bulanan kurang dari 60 mm, hampir tidak dapat ditemui di wilayah Sumatera Utara. Klasifikasi Oldeman dilandasi oleh ketetapan sebagai berikut: a. Bulan basah adalah bulan dengan curah hujan rata-rata 200 mm dan lebih. b. Bulan kering adalah bulan dengan curah hujan rata-rata kurang dari 100 mm. Yang penting adalah keberurutan dari bulan basah atau bulan kering itu. Universitas Sumatera Utara

3.5. Pengumpulan Data Sekunder