Kajian Sedimentasi dan Hubungannya Dengan Debit Sungai Pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu

KAJIAN SEDIMENTASI DAN HUBUNGANNYA DENGAN
DEBIT SUNGAI PADA MUSIM KEMARAU
DI AREAL PERKEBUNAN KELAPA SAWIT
PTP. NUSANTARA IV PABATU

DRAFT

OLEH :
YANSYAH RONI HUTABARAT

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015

KAJIAN SEDIMENTASI DAN HUBUNGANNYA DENGAN
DEBIT SUNGAI PADA MUSIM KEMARAU
DI AREAL PERKEBUNAN KELAPA SAWIT
PTP. NUSANTARA IV PABATU

DRAFT

OLEH :
YANSYAH RONI HUTABARAT
110308032/KETEKNIKAN PERTANIAN

Draft sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan seminar hasil penelitian
di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara

Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ir. Sumono, M.S)
Ketua

(Sulastri Panggabean, STP, M.Si)
Anggota

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015

ABSTRAK
YANSYAH RONI HUTABARAT: Kajian Sedimentasi dan Hubungannya
Dengan Debit Sungai pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit
PTP. Nusantara IV Pabatu, dibimbing oleh SUMONO dan SULASTRI
PANGGABEAN.
Sedimentasi sangat berpengaruh terhadap kualitas air dan debit suatu
sungai dalam suatu wilayah Sub DAS. Penelitian ini bertujuanmenghitung
besarnya sedimentasi dan hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau
dari bulan Maret-Agustus 2015 di Sub-Das Bahilang (DAS Padang) di Areal
Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu. Parameter yang diamati
adalah debit sungai, konsentrasi sedimen melayang dan debit sedimen melayang.
Hasil penelitianmenunjukkan debit tertinggi pada bulan Agustus 2015
yaitu 61,09 l/s. Debit terendah pada bulan Juni 2015 yaitu 38,14 l/s. Konsentrasi
sedimen tertinggi 9685 mg/l, sedangkan konsentrasi sedimen terendah 55 mg/l.
Debit sedimen melayang tertinggi 561,219 ton/hari, sedangkan debit sedimen
melayang terendah 0.1808 ton/hari.Persamaan hubungan debit sungai dengan
debit sedimen adalah Qs = 158.13Q1.4748 dengan nilai koefisien diterminasi (R2)

sebesar 0.835.
Kata Kunci: Sedimen melayang, Debit, Sungai, Musim kemarau.
ABSTRACT
YANSYAH RONI HUTABARAT: Study of Sedimentation and Its Relation to River
Rate in Dry Season in PTP. Nusantara IV Pabatu Oil Palm Field, supervised by
SUMONO and SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentation has significant effect on water quality and river’s rate in
Sub River Flow Area. This research was aimed to count sedimentation content
and its relation to river rate in dry season (March until August 2015) in Bahilang
Sub River Flow Area (Padang, River Flow Area) in PTP. Nusantara IV Pabatu oil
palm field. Parametres observed were river rate, floating sediment contentration,
and floating sediment debit.
The results show that the highest was 61,09 l/s in August 2015. The lowest
debit was 38,14 l/s in June 2015. The highest sediment concentration was 9685
mg/l, and the lowest sediment concentration was 55 mg/l. The highest floating
sediment rate was 561,219 ton/day, the lowest floating sediment concentration
was 0,1808 ton/day. The relation of river rate and sediment rate was Qs=
158,13Q1.4748 with determination coeficient (R2) of 0,835.
Key words: Floating sediment, rate, river, dry season

i

RIWAYAT HIDUP
Yansyah Roni Hutabarat dilahirkan di Berastagi pada tanggal 22 Agustus
1993, dari Ayah Nasip Hutabarat dan Ibu Nurmina Simamora. Penulis merupakan
putra keempat dari empat bersaudara.
Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri Berastagi dan pada tahun 2011
lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur SNMPTN tertulis.
Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan
Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) FP USU. Penulis juga melaksanakan
Praktek Kerja Lapangan (PKL) selama satu bulan di Pabrik Kelapa Sawit (PKS)
di Perkebunan Nusantara IV (PTPN IV) Dolok Ilir, Kab. Simalungun, Sumatera
Utara dari tanggal 07 juli 2014 sampai 07 Agustus 2014.

ii

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat

dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan draft dengan judul
“Kajian Sedimentasi dan Hubungannya Dengan Debit Sungai Pada Musim
Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu” yang
merupakan salah satu syarat untuk membuat skripsi di Program Studi Keteknikan
Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak
Prof.Dr.Ir.

Sumono,

MS

selakuketuakomisipembimbingdanIbu

Sulastri

Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbingyang banyak
membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan draft ini dengan baik.
Disamping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak
Ir. Edi Susanto, M.Sidan kepada pihak PTPN IV Pabatu yang banyak membantu

dan memberikan masukan kepada penulis di dalam menyelesaikan draft ini
dengan baik.
Penulis menyadari bahwa draft ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih, semoga draft ini
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

Medan,

Maret 2015

Penulis
iii

DAFTAR ISI
Hal.
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR TABEL .............................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... iv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... v
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................................. 3
Manfaat Penelitian .............................................................................................. 3
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Sungai .................................................................................................. 5
Debit Sungai ......................................................................................................... 6
Metode Pengukuran Debit Sungai ...................................................................... 7
Erosi dan Sedimentasi ........................................................................................ 15
Erosi ................................................................................................................... 15
Sedimentasi ......................................................................................................... 16
Angkutan Sedimentasi ...................................................................................... 17
Pengaruh Erosi dan Sedimentasi ........................................................................ 19
Pengaruh Erosi ................................................................................................... 19
Pengaruh Sedimentasi ....................................................................................... 20
Konsentrasi Sedimen Melayang ........................................................................ 21
Debit Sedimen Melayang .................................................................................. 22
Pola Pengendapan Sedimen .............................................................................. 23
Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang .............................. 23

Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV Pabatu.............................................. 25
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................ 27
Bahan dan Alat Penelitian .................................................................................. 27
Metode Penelitian............................................................................................... 27
Prosedur Penelitian ............................................................................................ 28
Parameter Penelitian .......................................................................................... 29
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Sungai ........................................................................................................ 30
Konsentrasi Sedimen Melayang.......................................................................... 31
Debit Sedimen Melayang .................................................................................... 34
Hubungan Debit Sungai dengan Debit Sedimen Melayang................................ 35
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ......................................................................................................... 38
Saran ................................................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 40
LAMPIRAN

iv

DAFTAR TABEL
No.

Hal.

1. Jenis dan Ukuran Sedimen ........................................................................... 22
2. Debit Sungai rata-rata Bulan Maret-Agustus 2015 ...................................... 30
3. Konsentrasi dan Debit Sedimen Melayang .................................................. 32

v

DAFTAR GAMBAR
No.
Hal.
1. Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod ............................ 10
2.

Bangunan ukur tipe Cipoletty..................................................................... 12

3.

Hubungan debit sungai dengan curah hujan .............................................. 36

4.

Hubungan debit sedimen melayang dengan debit sungai .......................... 36

vi

DAFTAR LAMPIRAN
No.
Hal.
1. Flowchart Penelitian .................................................................................... 42
2.

Peta Lokasi Penelitian ................................................................................. 43

3.

Konsentrasi sedimen melayang ................................................................... 44

4.

Debit Sedimen Melayang ............................................................................ 45

5.

Debit aliran pada saat pengambilan sample dan debit rata-rata harian ....... 46

6.

Data Curah Hujan Rata-Rata Bulan Maret-Agustus 2015........................... 47

7.

Debit Rata-Rata Harian dan Curah Hujan Harian ....................................... 48

8.

Dokumentasi Penelitian ............................................................................... 53

vii

ABSTRAK
YANSYAH RONI HUTABARAT: Kajian Sedimentasi dan Hubungannya
Dengan Debit Sungai pada Musim Kemarau di Areal Perkebunan Kelapa Sawit
PTP. Nusantara IV Pabatu, dibimbing oleh SUMONO dan SULASTRI
PANGGABEAN.
Sedimentasi sangat berpengaruh terhadap kualitas air dan debit suatu
sungai dalam suatu wilayah Sub DAS. Penelitian ini bertujuanmenghitung
besarnya sedimentasi dan hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau
dari bulan Maret-Agustus 2015 di Sub-Das Bahilang (DAS Padang) di Areal
Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu. Parameter yang diamati
adalah debit sungai, konsentrasi sedimen melayang dan debit sedimen melayang.
Hasil penelitianmenunjukkan debit tertinggi pada bulan Agustus 2015
yaitu 61,09 l/s. Debit terendah pada bulan Juni 2015 yaitu 38,14 l/s. Konsentrasi
sedimen tertinggi 9685 mg/l, sedangkan konsentrasi sedimen terendah 55 mg/l.
Debit sedimen melayang tertinggi 561,219 ton/hari, sedangkan debit sedimen
melayang terendah 0.1808 ton/hari.Persamaan hubungan debit sungai dengan
debit sedimen adalah Qs = 158.13Q1.4748 dengan nilai koefisien diterminasi (R2)
sebesar 0.835.
Kata Kunci: Sedimen melayang, Debit, Sungai, Musim kemarau.
ABSTRACT
YANSYAH RONI HUTABARAT: Study of Sedimentation and Its Relation to River
Rate in Dry Season in PTP. Nusantara IV Pabatu Oil Palm Field, supervised by
SUMONO and SULASTRI PANGGABEAN.
Sedimentation has significant effect on water quality and river’s rate in
Sub River Flow Area. This research was aimed to count sedimentation content
and its relation to river rate in dry season (March until August 2015) in Bahilang
Sub River Flow Area (Padang, River Flow Area) in PTP. Nusantara IV Pabatu oil
palm field. Parametres observed were river rate, floating sediment contentration,
and floating sediment debit.
The results show that the highest was 61,09 l/s in August 2015. The lowest
debit was 38,14 l/s in June 2015. The highest sediment concentration was 9685
mg/l, and the lowest sediment concentration was 55 mg/l. The highest floating
sediment rate was 561,219 ton/day, the lowest floating sediment concentration
was 0,1808 ton/day. The relation of river rate and sediment rate was Qs=
158,13Q1.4748 with determination coeficient (R2) of 0,835.
Key words: Floating sediment, rate, river, dry season

i

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Air sebagai sumber daya tidak dapat habis, karena jumlahnya dalam
biosfir tidak terpengaruh dan tidak rusakoleh aktivitas dan pemanfaatan oleh
manusia.Agar dapat dimanfaatkan, air harus terdapat pada tempat khusus dan
mempunyai kualitas tertentu dan dianggap sebagai terbaharui, dan sering sebagai
sumber daya yang langka, mempunyai masa daur ulang tergantung pada lokasi
dan penggunaannya (Mulyanto, 2008).
Pertumbuhan jumlah penduduk, tekanan sosial ekonomi, dan tekanan
pembangunan menyebabkan penurunan kondisi sumberdaya alam, terutama
sumberdaya tanah dan air termasuk kondisi DAS.Hal ini dikarenakan timbulnya
kerusakan vegetasi penutup tanah yang merupakan faktor terpenting dalam
memelihara ketahanan tanah terhadap erosi, dan kemampuan tanah dalam
meresap air (Maulana,dkk., 2014).
Daerah Aliran Sungai yang selanjutnya disebut DAS adalah suatu wilayah
daratan yang merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya
yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari
curah hujan ke danau atau ke laut secara alami yang batas di darat merupakan
pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih
terpengaruh aktivitas daratan(Maulana,dkk., 2014).
Pengaliran air ke sungai dari suatu wilayah DAS dapat membawa partikelpartikel pengendapan, tergantung kepada kondisi DAS-nya. Pengendapan
umumnya merupakan akibat adanya erosi dan sebagai perantarautamanya adalah
1

2

air. Di sungai ataupun saluran-saluran irigasi, jika terjadi pengendapan akan
menyebabkan pendangkalan dan hal ini sangatberpengaruh bagi kehidupan
manusia. Hasil sedimen dari suatu daerah pengaliran tertentu dapat ditentukan
dengan melakukan pengukuran pengangkutan sedimen yang dipengaruhi oleh
kecepatan aliran dan hal tersebut dapat menentukan ukuran dari volume
sedimen.Pengetahuan

mengenai

Angkutan

Sedimen

(SedimentTransport)

merupakan dasar untuk perancangan bangunan-bangunan pengendali sungai
ataupun saluran-saluran irigasi, perbaikan navigasi, perancangan bangunan
pelindung pantai, pelabuhan/ dermaga dan bangunan-bangunan lainnyan
(Adinegara,2005).
BeberapaDaerah Aliran Sungai di Sumatera Utara sudah mengalami
kerusakan, di antaranya DAS Deli, DAS Besitang, DAS Lepan, DAS Wampu,
DAS Asahan Toba dan DAS Padang (Siboro dalam Harian Waspada, 5 Juni
2012, Halaman B2, Liputan Khusus). Bagian hulu DAS Padang sudah mulai
mengalami degradasi. Hal ini ditandai dengan menurunnya kandungan bahan
organik pada beberapa penggunaan lahan baik pada lahan peruntukan kelapa
sawit, kebun campuran maupun semak-semak (< 3,5%) . Peningkatan muatan
sedimen di permukaan sungai mempengaruhi debit suatu sungai. Penumpukan
sedimen di dasar sungai menyebabkan debit sungai akan menurun. Penumpukan
sedimen yang semakin tinggi berpotensi mengurangi kapasitas tampung sungai
terhadap air hujan yang berintensitas besar terutama di musim hujan. Hal ini dapat
memicu terjadinyabanjir pada waktu musim hujan di bagian hilir DAS. Keadaan
ini sudah terjadi di kawasan hilir DAS Padang (Kotamadya Tebing Tinggi),
sewaktu musim hujan meskipun intensitas hujan tidak besar namun sering terjadi

3

banjir di Kotamadya Tebing Tinggi. Arahan penggunaan lahan merupakan strategi
yang penting dalam menentukan penggunaan lahan di beberapa sub DAS pada
kawasan hulu DAS Padang dalam upaya meningkatkan resapan air di kawasan
hulu DAS Padang dan mengatasi penumpukan sedimen akibat erosi pada
permukaan lahan. Sebagai dampak selanjutnya arahan penggunaan lahan dapat
berfungsi mengurangi bahaya banjir di kawasan hilir DAS Padang (Barutu, 2010).
Bagian hulu DAS Padang termasuk Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP.
Nusantara IV Pabatu sudah mengalami kerusakan akibat penggunaan lahan dan
aktivitas masyarakat setempat. Di beberapa titik pada bagian sungai sudah
mengalami longsor akibat pengikisan dinding-dinding sungai oleh air dan prilaku
manusia sehingga terjadi pendangkalan sungai akibat jumlah sedimen yang
meningkat. Untuk itu perlu dilakukan kajian mengenai sedimentasi serta
hubungannya terhadap debit sungai untuk mengetahui sejauh mana sedimen
berpengaruh terhadap besarnya debit sungai.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menghitung besarnya sedimentasi dan
hubungannya dengan debit sungai pada musim kemarau di Sub-Das Bahilang di
Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu.
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di
Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.

4

2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian
lebih lanjut mengenai kajian sedimentasi serta hubungannya dengan debit
sungai.
3. Bagi masyarakat, sebagai gambaran serta informasi mengenai sedimentasi
dan hubungannya terhadap debit sungai di Areal Perkebunan Kelapa Sawit
PTP. Nusantara IV Pabatu.

TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Sungai
Sesuai dengan terjemahan dari Bahasa Inggris, Morphologi sungai
merupakan hal-hal yang berkaitan dengan bentuk dan struktur sungai. Ahli
geomorphologi melihat landscape bumi dalam perspektif historis dan mempelajari
pembentukan muka bumi (landforms) dan proses-proses pengendalinya. Dengan
tambahan kata fluvial(secara harfiah=sungai) yang berarti sesuatu yang terdapat,
berkaitan dan dihasilkan dari sungai maka ilmu fluvial geomophologi mempelajari
sungai dalam perspektif morfologi dan sistemnya dan berkonsentrasi pada sungaisungai dan daerah pengalirannya dengan mengikut sertakan semuanya dari
perbukitan ke hidrolika saluran terbuka sampai ke sedimentologi delta. Sedangkan
ahli geologi tertarik dengan sejarah bumi melalui jutaan tahun(Kodoatie dan
Sugiyanto, 2002).
Hal-hal yang berkaitan dengan morphologi sungai antara lain: dataran
banjir (flood plain), pembentukan delta, bentuk sungai dan klasifikasi sungai
(sungai lurus,sungai berselampit/braided, sungai bermeander). Sungai bermeander
terdiri atas lengkungan sungai yang membentuk huruf S. Lane (1957,
dalamKodoatie dan Sugiyanto 2002) mendefenisikan sebagai sungai yang
alinyemen memanjangnya terdiri atas bentuk-bentuk lengkungan yang belum
ditentukan oleh variasi alam tetrain yang dilewati sungai tersebut
(Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).

5

6

Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari sifat, jenis dan perilaku
sungai dengan semua aspek perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Gejala
morfologi yang mempengaruhi sungai adalah :
1. Keadaan daerah aliran sungai, yang meliputi unsur topografi, vegetasi, geologi
tanah dan penggunaan tanah yang berpengaruh terhadap koefisien rembesan
pengaliran, sifat curah hujan serta keadaan hidrologi.
2. Hidrologi di palung sungai.
3. Material dasar saluran, tebing serta berubahnya alur aliran.
4. Aktivitas manusia diantaranya:
a. Dibangunnya prasarana air.
b. Pengambilan material dasar sungai, tebing sungai dan bantaran sungai.
c. Pembuangan material dan sampah ke sungai.
( Ronggodigdo, 2011).
Debit Sungai
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu
penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya
debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Dalam laporanlaporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf
aliran.Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya
perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS (oleh
adanya kegiatan pengelolaan DAS) dan atau adanya perubahan (fluktuasi
musiman atau tahunan) iklim lokal (Asdak, 1995).
Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian
akan turun kembali setelah hujan selesai. Gambar tentang naik turunnya debit

7

sungai menurut waktu disebut hidrograf. Bentuk hidrograf suatu sungai tegantung
dari sifat hujan dan sifat-sifat daerah aliran sungai yang bersangkutan
(Arsyad,2006).
Sebagian besar debit aliran pada sungai kecil yang masih alamiah adalah
debit aliran yang berasal dari air tanah atau mata air dan debit aliran air
permukaan (air hujan). Dengan demikian aliran air pada sungai kecil pada
umumnya lebih menggambarkan kondisi hujan daerah yang bersangkutan.
Sedangkan sungai besar, sebagian besar debit alirannya berasal dari sungai-sungai
kecil dan sungai sedang diatasnya. Sehingga aliran air sungai besar tidak mesti
menggambarkan kondisi hujan dilokasi yang bersangkutan. Aliran dasar pada
sungai kecil terbentuk dari aliran mata air dan air tanah, sedang aliran dasar
padasungai besar dibentuk dari aliran dasar sungai-sungai kecil dan sedang
diatasnya (Maryono, 2005).
Besarnya debit ditentukan oleh luas penampang air dan kecepatan
alirannya, yang dapat dinyatakan dengan persamaan :
Q = A V ......................................................................................................(1)
dimana : Q = debit air (m3/detik atau m3/jam)
A = luas penampang air (m2)
V = kecapatan air melalui penampang tersebut (m/detik)
(Arsyad, 1989).
Metode Pengukuran Debit Sungai
Penentuan debit sungai dapat dilaksanakan dengan cara pengukuran
aliran dan cara analisis. Pelaksanaan pengukuran debit sungai dapat dilakukan

8

secara langsung dan cara tidak langsung, yaitu dengan melakukan pendataan
terhadap parameter alur sungai dan tanda bekas banjir. Dalam hidrologi masalah
penentuan debit sungai dengan cara pengukuran termasuk dalam bidang
hidrometri, yaitu ilmu yang mempelajari masalah pengukuran air atau
pengumpulan data dasar untuk analisis mencakup data tinggi muka air, debit dan
sedimentasi (Elisa, 2011).
a.Pengukuran Debit Secara Langsung
Besarnya aliran tiap waktu atau disebut dengan debit, akan tergantung
pada luas tampang aliran dan kecepatan aliran rerata. Pendekatan nilai debit
dapat dilakukan dengan cara mengukur tampang aliran dan mengukur kecepatan
aliran tersebut. Cara ini merupakan prosedur umum dalam pengukuran debit
sungai secara langsung( Elisa, 2011).
Pengukuran luas tampang aliran dilakukan dengan mengukur tinggi muka
air dan lebar dasar alur sungai.Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti,
pengukuran tinggi muka air dapat dilakukan pada beberapa titik pada sepanjang
tampang aliran. Selanjutnya debit aliran dihitung sebagai penjumlahan dan semua
luasan pias tampang aliran yang terukur( Elisa, 2011).
1.Pengukuran kecepatan arus dengan Current Meter
Kecepatan aliran biasanya diukur dengan menggunakan alat ukur
current meter (alat ukur kecepatan aliran yang berbentuk propeler). Alat
berbentuk plopeler tersebut dihubungkan dengan kontak pencatat (alat
monitor yang akanmencatat jumlah putaran selama plopeler tersebut
berada dalam air) kemudian dimasukkan ke dalam sungai yang akan
diukur kecepatan alirannya(Asdak, 2007).

9

Kecepatan aliran sungai bervariasi dari yang paling kecil pada
dasar sungai sampai pada kecepatan terbesar dekat atau pada
permukaan air sungai. Perhitungan yang lazim dilakukan di lapangan
adalah bahwa untuk memperoleh kecepatan rata-rata aliran sungai,
kedalaman 0,2 dan 0,8 di bawah permukaan air sungai umum dipakai
sebagai lokasi alat ukur. Prosedur perhitungan kecepatan aliran sungai
rata-rata menurut cara tersebut di atas adalah sebagai berikut :
a.

Hitung kedalaman sungai dengan menggunakan tongkat
berskala.

b.

Tempatkan alat ukur current meter pada kedalaman 0,8 dari
total kedalaman sungai, hitung kecepatan aliran sungai melalui
angka meter pada alat tersebut. Lama waktu setiap pencatatan
adalah 45 detik.

c.

Tempatkan alat ukur pada kedalaman 0,2 dari total kedalaman
sungai dan ulangi langkah (b). Pada sungai dangkal,
perhitungan kecepatan aliran sungai dapat dilakukan hanya
pada kedalaman 0,6 dari total kedalaman sungai.
(Asdak, 2007).

2.Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod
Dengan alat ini hasil pengukuran yang didapat juga tidak begitu
teliti dan yang terukur adalah kecepatan aliran permukaan.Sebaiknya
digunakan pada pengukuran yang dikendaki secara cepat pada
kecepatan aliran yang lebih besar darim/detik.

10

Cara pengukuran dapat dijelaskan sebagai berikut ini (lihat Gambar 1).
(a) Letakkan alat pada tempat yang akan diukur dengan posisi
sejajar dengan arus aliran.
(b) Setelah aliran kembali tenang, baca ketinggian muka air aliran
(H1).
(c) Putar alat 90°, sehingga tegak lurus aliran, kemudian baca
tinggi muka air yang terjadi (H2).
(d) Kecepatan arus aliran dapat didekati dengan:
𝑉𝑉 = �2𝑔𝑔(𝐻𝐻1 − 𝐻𝐻2..................................................................... (2)

Gambar 1. Pengukuran kecepatan arus dengan Velocity Head Rod
( Elisa, 2011).
3. Bangunan pengukur debit aliran
Bangunan pengontrol aliran sungai antara lain weir dan flume. Cara
kerja kedua bangunan pengukur debit tersebut di atas adalah dengan
menggunakan kurva aliran air untuk mengubah kedalaman aliran air
menjadi debit aliran. Kegunaan utama alat tersebut adalah untuk
mengurangi kesalahan dalam menentukan hubungan debit (Q) dan
tinggi muka air (h) (Asdak, 2007).

11

Di dalam tabung alat pengukur debit otomatis terdapat kabel yang
ujung bawahnya dilengkapi dengan pelampung, sementara ujung
atasnya dihubungkan dengan pen pencatat. Dengan menggunakan
peralatan automatic streamflow gauge tersebut, fluktuasi tinggi
permukaan aliran sungai di tempat pengukurandapat ditransfer menjadi
angka debit aliran sehingga besarnya debit aliran dari waktu ke waktu
dapat diamati (Asdak, 2007).
Bangunan ukur biasanya difungsikan pula sebagai bangunan
pengontrol. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan taraf muka air
yang direncanakan dan untuk mengalirkan debit tertentu. Jenis – jenis
bangunan ukur yang biasanya digunakan anatara lain yaitu :
a.

Ambang tajam; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka.

b.

Ambang lebar; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.

c.

Tipe Parshall; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.

d.

Tipe Cipoletti; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.

e.

Tipe Romijn; aliran atas dan dapat mengatur taraf muka air.

f.

Tipe Crump de Gruyter; aliran bawah dan dapat mengatur taraf
muka air.

g.

Pipa Sadap Sederhana; aliran bawah dan dapat mengatur taraf
muka air.

h.

Constant Head Office; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka
air.

i.

Tipe Pintu Sorong; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air

(Mawardi, 2007).

12

a.Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Bangunan ini merupakan penyempurnaan dari alat ukur ambang
tajam yang di kontruksi sepenuhnya dengan cara berbentuk trapezium.
Lubang pengaliran berbentuk trapezium dengan sisi – sisi yang
miringnya 4:1. Kelebihan bangunan ukur ini ialah bangunannya
sederhana dan mudah dibuat dengan biaya yang tidak terlalu mahal,
jika diberi papan duga berskala liter petani akan mudah mengetahui
volume air yang dipakai. Sedangkan kelemahan nya ialah pengukuran
debit sulit karena harus dilakukan dua orang, sedimentasi terjadi di
hulu, benda – benda hanyut tidak mudah di lewatkan. Perhitungan
debit dengan bangunan ukur tipe cipoletti adalah :
Q = 1,86 . L .h3/2 ……………. (3)
Dimana : Q = Debit air (l/s)
L = Lebar ambang (m)
h = Tinggi muka air dari ambang (m)
(Mawardi, 2007).

Gambar 2. Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Keterangan gambar :

h = tinggi muka air dari ambang (m)
L = lebar ambang (m)

(Mawardi, 2007).

13

Bangunan ukur Cipoletti ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :
a. Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan lokal
seperti kayu, plat besi dan sebagainya.
b. Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluran yang
berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
c. Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan.
Sangat cocok untuk areal perkebunan tebu yang sering pindahpindah lokasi atau untuk keperluan penelitian efisiensi irigasi dan
kebutuhan air tanaman.
d. Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air
yang cukup dan tidak cocok dipakai diareal irigasi yang datar.
e. Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat
mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu pemeliharaan
yang teratur.
Kelebihan dan Kekurangan bangunan ukur cipoletti antara lain :
1. Kelebihan Bangunan ukur cipoletti
a. Sederhana dan mudah dibuat.
b. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.
2. Kelemahan bangunan ukur cipoletti
a. Terjadi sedimentasi dihulu bangunan .
b. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik
diatas elevasi

ambang bangunan ukur.

(Limantara, 2010).
b.Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung
Dalam

hal

tertentu

pengukuran

debit

secara

tidak

langsung

seringkali diperlukan. Pengukuran dengan cara ini dapat dilaksanakan apabila

14

pengukuran secara langsung sulit dilaksanakan karena faktor kondisi atau
permasalahan sebagai bericckut:
a. pengukuran debit secara langsung berbahaya bagi keselamatan petugas
dan peralatan yang digunakan,
b. sifat perubahan debit banjir relatif singkat waktunya dan saat kejadiannya
sulit diramalkan,
c. selamasuatupengukurandilakukan,kadangkadangbanjirtidakterjadi,sehinggadiperlukancaralain
untukmemperkirakandebitbanjirtersebut,
d. kadang-kadang pengukuran debit banjir untuk beberapa tempat sulit
dilaksanakan pada saat yang bersamaan, padahal datanya sangat diperlukan.
Pengukuran debit secara tidak langsung dapat dilaksanakan dengan dua
cara, yaitu cara luas kemiringan dan cara ambang (Elisa, 2011).
C.Penentuan Debit dengan Cara Analisis
Penentuan debit sungai dengan cara analisis, dapat dilakukan dengan
analisis hidrologi berdasarkan data hujan di DAS dan parameter DAS. Metode
yang lazim digunakan adalah:
a. metode empiris,
b. metode rasional,
c. metode matematik.
Penggunaan cara analisis hidrologi dalam penentuan debit sungai, hanya
dapat diperbolehkan apabila pengukuran secara langsung seperti dijelaskan pada
uraian terdahulu tidak dapat dilakukan karena terbatasnya data, baik secara
kualitatif maupun kuantitatif. Pemilihan metode yang dipergunakan harus disesuai

15

kan dengan karakteristik DAS yang ditinjau, data tersedia, dan harus mendapat
persetujuan dari pihak pemilik, perancang (pendesain), dan instansi yang
berwenang dan bertanggungjawab terhadap pembinaan sungai (Elisa, 2011).
Erosi dan Sedimentasi
Erosi
Istilah erosi tanah umumnya diartikan sebagai kerusakan tanah oleh
perbuatan air atau angin. Beberapa ahli mengemukakan pendapatnya tentang
devenisi atau batasan erosi, diantaranya adalah Ellison (1946, dalam
Hardjoamidjojo dan Sukandi 2008), menyatakan bahwa erosi merupakan proses
pelepasan (detachment) dan pengangkutan (transportation) dari bahan-bahan
tanah oleh penyebab erosi. Baver (1972, dalam Hardjoamidjojo dan Sukandi
2008) menyatakan bahwa erosi oleh air adalah akibat dari daya dispersi
(pemecahan) dan daya transportasi (pengangkutan) oleh aliran air diatas
permukaan tanah dalam bentuk aliran permukaaan
(Hardjoamidjojo dan Sukandi, 2008).
Secara umum, terjadinya erosi ditentukan oleh faktor-faktor iklim
(terutama intensitas hujan), topografi, karakteristik tanah, vegetasi penutup tanah,
dan tata guna lahan. Pemahaman tentang pengaruh erosi didaerah tangkapan air
(on-site) dan dampak yang ditimbulkannya didaerah hilir (off-site) tidak hanya
memerlukan pemahaman tentang proses-proses terjadinya erosi, tetapi juga
pemahaman tentang mekanisme transpor sedimen melalui aliran sungai
(Asdak,2007).

16

Erosi sungai/saluran (stream/channel erosion) adalah erosi yang terjadi
akibat dari terkikisnya permukaan tanggul sungai dan gerusan sedimen di
sepanjang dasar saluran. Erosi tipe ini harus ditinjau secara terpisah dari tipe-tipe
erosi yang lainnya yang diakibatkan oleh air hujan. Erosi semacam ini
dipengaruhi oleh variabel hidrologi/hidrolik yang mempengaruhi sistem sungai
(Hardiyatmo, 2006).
Sedimentasi
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaaan, erosi
parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian
bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai dan
waduk.Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari
erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan
tempat tertentu.Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen
terlarut dalam sungai (suspended sediment) atau dengan pengukuran langsung di
dalam waduk.Bentuk hubungan antara erosi yang berlangsung di daerah
tangkapan dan besarnya sedimen yang terukur di daerah hilir mempunyai
mekanisme kasualitas yang rumit dan belum banyak mengerti (Asdak, 2007).
Material erosi yang dibawa aliran air ke hulu, pada saat memasuki daerah/
saluran yang landai, tidak semuanya mampu hanyut ke laut. Sebagian akan
terendapkan di sepanjang perjalanannya, di saluran, sungai, kolam retensi, muara,
dan badan air lainnya yang dilewati. Endapan di saluran/sungai menimbulkan
penyempitan dan pendangakalan, dan pengurangan kapasitas. Jika terjadi luapan
atau lumpur juga akan diendapkan di wilayah yang dilewatinya (Suripin, 2004).

17

Tanah dan bagian-bagian tanah yang terangkut oleh air dari suatu tempat
yang mengalami erosi pada suatu daerah aliran sungai (DAS) dan masuk ke dalam
suatu badan air secara umum disebut sedimen. Sedimen yang terbawa masuk ke
dalam sungai hanya sebagian saja dari tanah yang tererosi dari tempatnya.
Sebagian lagi dari tanah yang terbawa erosi akan mengendap pada suatu tempat di
lahan bagian bawah tempat erosi pada DAS tersebut (Arsyad, 2006).
Angkutan Sedimentasi
Air yang memasuki waduk membawa angkutan sedimen hasil erosi pada
DAS yang kemudian sebagian akan mengendap di dalam waduk berupa :
1. Wash load sedimen cuci yang berbutir sangat halus. Sedimen ini bersumber
pada permukaan DAS, terutama hasil lapukan karena perubahan suhu, diangkut
oleh air dalam bentuk koloidal, sehingga sukar mengendap dalam waduk,
mengalir ke hilir bersama air limpasan.
2. Suspended load sedimen layang dengan butiran yang lebih kasar, kira-kira
beberapa per seratus sampai dengan beberapa per puluhan milimeter, yang
diangkut dalam suspensi/keadaan melayang ke dalam waduk sebagian
besarakan terendap di bagian hilir kolam waduk bersama dengan sebagian kecil
wash load.
3. Bed loadsedimen dasar dengan besar butiran yang lebih kasar dari sedimen
layang, menggelincir dan bergulingan (translating and rolling) pada dasar
sungai. Hampir semua sedimen dasar akan mengendap di kolam waduk bagian
hulu serta pada dasar alur sungai pemasok air waduk
(Mulyanto,2008).

18

Proses perubahan

alur sungai banyak dipengaruhi oleh adanya

karakteristik angkutan sedimen pada sungai tersebut. Pada suatu sungai yang
terjadi fluktuasi angkutan sedimen cukup besar, akan mengakibatkan proses erosi
ataupun sedimentasi, sehingga akan terjadi agradasi maupun degradasi dasar
sungai. Sedangkan angkutan sedimen sendiri di sungai dapat dibedakan menjadi
dua (sesuai transportasinya) :
a. Angkutan sedimen dasar sungai
b. Angkutan sedimen melayang
Angkutan sedimen dasar sungai pada umumnya banyak dipengaruhi oleh
kondisi alur sungai itu sendiri dan angkutan sedimen melayang/ konsentrasi
sedimen melayang banyak dipengaruhi oleh erosi daerah aliran sungai. Pada
sistem transportasi angkutan sedimen di sungai, perlu dipertimbangkan terhadap
angkutan yang seimbang, artinya supply sedimen dari atas sesuai dengan kapasitas
angkut dari alur sungai tersebut dan alur sungai dapat dikatakan relatif stabil.
Angkutan sedimen yang seimbang perlu adanya sistem pengendalian sedimen di
bagian hulu, sehingga sedimen yang mengalir ke hilir dapat terkontrol
(Kodoatie dan Sugiyanto, 2002).
Makin banyaknya angkutan sedimen yang terbawa debit sungai, bersama
dengan makin besarnya ratio atau perbandingan Qmax/Qmin yang akan terjadi
pada sungai itu, akan merusak stabilitas alur sungainya.Qmax adalah debit
dominan sungai yaitu debit maksimum yang mampu ditampung oleh kapasitas
aliran sungai. Qmax dapat diambil sama dengan Q dengan masa ulang 1 atau 2
tahun. Qmin adalah debit terendah yang terjadi pada musim kemarau.

19

Makinbesarnya ratio atau perbandingan Qmax/Qmin sungai terjadi karena
mengecilnya daya serap DAS sehingga:
a. Membesarnya run off pada musim hujan→Membesarnya luapan ke luar alur
yang berasal dari kelebihan debit terhadap Qmax.
b. Berkurangnya resapan air ke dalam aquifer.
c. Mengecilnya aliran effluent yang keluar dari aquifer di musim kemarau sebagai
penambah debit minimum→mengecilnya Qmin.
(Mulyanto,2008).
Pengaruh Erosi dan Sedimentasi
Pengaruh Erosi
Erosi dan sedimentasi yang diakibatkan oleh pergerakan air (daerah
dengan curah hujan tinggi) meliputi beberapa proses. Terutama meliputi proses
pelepasan, penghanyutan/pengangkutan dan pengendapan daripada partikelpartikel tanah yang terjadi akibat tumbukan percikan air hujan dan aliran
permukaan (Boangmanalu, 2012).
Air hanya akan mengalir dipermukaan tanah apabila jumlah air hujan lebih
besar daripada kemampuan tanah untuk menginfiltrasi air ke lapisan yang lebih
dalam. Dengan menurunnya porositas tanah, karena sebagian pori-poritertutup
oleh partikel tanah yang halus, maka laju infiltrasi akan semakin berkurang,
akibatnya aliran air dipermukaan akan semakin bertambah banyak. Aliran air di
permukaan mempunyai peranan yang penting. Lebih banyak air yang mengalir di
permukaan tanah maka lebih banyak tanah yang terkikis dan terangkut banjir yang
dilanjutkan terus ke sungai untuk akhirnya diendapkan. Lebih lanjut tetesan air
hujan ini dapat menimbulkan pembentukan lapisan tanah keras pada lapisan

20

permukaan. Akibatnya dapat menyetop sama sekali laju infiltrasi sehingga aliran
permukaan semakin berlimpah. Dari uraian ini jelas bahwa pengaruh erosi ini
dapat menimbulkan kemerosotan kesuburan fisik dari tanah (Boangmanalu, 2012)
Pengaruh Sedimentasi
Produksi sedimen mungkin akan menurun dalam beberapa tahun setelah
pembalakan/penggundulan karena menurunnya erodibilitas lapisan atas lahan.
Tetapi pada beberapa tahun kemudian erodibilitas akan bertambah besar lagi oleh
pelapukan/weathering lapisan atas. Sedimentasi dari beberapa tahap ini akan
makin menyebabkan bertambahnya transport maupun agradasi sedimen dalam
alur run off dari DAS (Mulyanto, 2008).
Menurut Susanti dan Hendrie (2006), sebagai akibat dari adanya erosi,
sedimentasi memberikan beberapa dampak, yaitu :
a. Di sungai
Pengendapan sedimen di dasar sungai yang menyebabkan naiknya dasar
sungai, kemudian mengakibatkan tingginya muka air sehingga berakibat sering
terjadi banjir.
b. Di saluran
Jika saluran irigasi dialiri air yang penuh sedimen, maka akan
terjadi pengendapan sedimen di saluran. Tentu akan diperlukan biaya yang
cukup besar

untuk

pengerukan

sedimen

tersebut

dan

pada

keadaan

tertentu pelaksanaan pengerukan menyebabkan terhentinya operasi saluran.
c. Di waduk
Pengendapan sedimen di waduk akan mengurangi volume efektif
waduk yang berdampak terhadap berkurangnya umur rencana waduk.

21

d. Di bendung atau pintu-pintu air
Pengendapansedimenmengakibatkanpintuairkesulitandalammengoperasika
npintunya,mengganggualiranairyanglewatmelaluibendingataupintuair,danakanterj
adibahayapenggerusanterhadapbagianhilirbangunanjikabebansedimendisungaiber
kurangkarenatelahmengendapdibagianhulubendung,sehingga dapat mengakibatka
n terangkutnya material alas sungai.
Konsentrasi Sedimen Melayang
Tanah yang terangkut oleh erosi umumnya mengandung unsur-unsur atau
senyawa kimia dan pestisida dalam jumlah banyak. Bahan-bahan kimia tersebut
akan melarut dalam air sungai, air danau, air waduk dan air laut di tepi pantai.
Disamping itu sedimen yang melarut ini mengakibatkan kekeruhan yang tinggi,
menurunnnya oksigen terlarut sehingga berakibat buruk bagi kehidupan ikan,
menyuburkan pertumbuhan gulma air, disamping beberapa unsur yang terlarut
bersifat meracun (nitrit dan bahan aktif pestisida) (Hakim,dkk.,1986).
Konsentrasi sedimen melayang,
analisisperhitunganbobotsedimendilakukan
denganmengurangkanselisihdariberatkeringovensedimendankertassaring (BKOS+
K) dengan berat kering kertas saring (BKS). Rumus menghitung berat
kering sedimen secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
Cs = (G2 – G1) / V............................................................................................. (4)
Dimana:
Cs = Konsentrasi sedimen (mg/Liter)
G2= Berat sedimen dan kertas filter dalam kondisi kering (mg)
G1= Berat kertas filter (mg) dan

22

V = Volume contoh sedimen (liter)
(Maulana, 2014).

Debit Sedimen Melayang
Berdasarkan pada jenis sedimen dan ukuran partikel-partikel tanah serta
komposisi mineral dari bahan induk yang menyusunnya, dikenal bermacam jenis
sedimen seperti pasir, liat dan lain sebagainya.Tergantung dari ukuran partikelnya,
sedimen ditemukan terlarut dalam sungai atau disebut muatan sedimen (suspended
sediment) dan merayap di dasar sungai atau dikenal sebagai sedimen merayap
(bed load). Menurut ukurannya, sedimen dibedakan menjadi :
Tabel 1. Jenis dan Ukuran Sedimen
Jenis sedimen

Ukuran partikel (mm)

Liat