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