EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI BENCANA SEDIMEN MERAPI (Studi Kasus : Sabo Dam PA-C Pasekan, Kali Pabelan)

TUGAS AKHIR

EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI BENCANA SEDIMEN MERAPI

(Studi Kasus : Sabo Dam PA-C Pasekan, Kali Pabelan)

Disusun oleh :

PURWA ADILARAS PARASDYA NIM:20120110326

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

(Studi Kasus : Sabo Dam PA-C Pasekan, Kali Pabelan)

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai

Jenjang Strata-1 (S1), Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh :

PURWA ADILARAS PARASDYA NIM:20120110326

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

HALAMAN PERSEMBAHAN

Alhamdulillah, tiada henti-hentinya penulis mengucapkan syukur kepada Allah SWT, karena atas izin dan karunia-NYA lah penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Sholawat serta salam tak lupa penulis kirimkan kepada Rasulullah SAW, yang telah membawa kita merasakan indahnya iman dan Islam. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih sekaligus mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :

1. Ayahanda, Bapak Jumadi, terimkasih untuk segala dukungan Bapak yang sangat luar biasa. Dengan segala perjuangan Bapak yang tak pernah letih, memberikan penulis semangat, tak hanya dukungan materi namun juga motivasi.

M

2. Ibunda, Atik Larasati yang selalu memberikan semangat

’ . K ’ I y asa itu

membuat penulis dapat melewati segala hambatan dengan

mudah. M ,

-’

3. Embahku tercinta Emi Rusmiati, Hj Dasinah dan Mbah Suparni, yang selalu mendoakan keberhasilan cucunya ini. Yang selalu membuat penulis ingin segera menyelesaikan Tugas Akhir , agar dapat menemani kesepian embah di

. M

4. Adikku Dimas Madya Wicaksono, yang sudah semakin dewasa. Terimakasih untuk kedewasaanmu yang bisa menerima segala keadaan. Saling memotivasi satu sama lain walau dengan nada-nada candaan. Walau masih

dan Bapak Nursetiawan ST,. MT,. PhD yang telah memberikan . T

y

6. Keluarga Kepompong, Tias, Dini dan Ones, teman sharing dan meetup yang sangat luar biasa. Tempat dimana penuis

bisa meluapkan canda tawany .

Terimakasih sudah buat hidupku lebih berwarna.

7. FORCE FAMILY, Iqbal Sholikhan, Anggi Jusfian, Khairul Anam, Teguh Imantoro, Fajar Sidik, Ilham Robith N, Faizal Ryan A, Rizky Putra S, Dendi Yudha S, dan Yudissa Sukma GP. The second of hommies, yaa kalian seperti rumah kedua bagiku. Jauh dari orangtua membuat kita membentuk suatu ikatan baru, saling bantu, saling mendukung dan mengingatkan satu sama lain. Kalian tempat aku kembali suatu saat nanti, di Kota Gudeg ini.

8. Sena Andi Satria, temen perjuangan dari jaman penjajahan KP dan Skripsi bareng. Teman menjelajah antar kabupaten bahkan Provinsi cuma buat main air di lokasi proyek, temen curhat yang kadang bisa ngerti banget (kadang). Akhirnya selesai juga perjuangan kita, tapi semua belum berakhir, justru ini awal langkah kita yang sebenarnya. Tetap semangat kawan !!

9. Temen-temen KKN 28 yang gokil, keluarga satu bulan yang habis itu ilang entah kemana hahaa.. Eits tapi kita masih sering nongkrong bareng kok yaa. Yang sering nyulik aku, tanpa arah dan tujuan. But its fun guys.

MOTTO

Dibutuhkan mimpi yang besar untuk menjadi orang yang besar.

(Anonim)

Lakukan yang terbaik, berikan yang terbaik dan jadilah yang terbaik.

(Anonim)

I am thankful for my struggle, because without it I

’ y .

(Alexandra Elle)

When you complain, you make yourself a victim. Leave the situation, change the situation, or accept it. All else is

madness. (Eckhart Tolle)

Be . G E ’

in a day.

Lembar Pengesahan ... ii

Halaman Motto dan Persembahan ... iii

Intisari ... vi

Kata Pengantar ... viii

Daftar Isi ... x

Daftar Gambar ... xii

Daftar Tabel ... xiii

Daftar Lampiran ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 4

1.6. Keaslian Penelitian ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

BAB III LANDASAN TEORI 3.1. Curah Hujan Wilayah ... 15

3.2. Faktor Erosivitas Hujan (R) ... 18

3.3. Faktor Erodibilitas Tanah (K) ... 20

3.4. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (Ls) ... 22

3.6. Erosi ... 26

3.7. Sediment Delivery Ratio (SDR) ... 26

3.8. Sedimen Potensial ... 27

3.9. Kapasitas Bangunan Sabo Dam ... 27

BAB IV METODE PENELITIAN 4.1. Lokasi Penelitian ... 29

4.2. Pengumpulan Data ... 30

4.3. Diagram Alir ... 32

4.4. Analisis Data dan Tahap Penelitian ... 33

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Analisis Faktor Erosivitas ... 34

5.2. Analisis Erodibilitas ... 37

5.3. Analisis Faktor LS ... 37

5.4. Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP) ... 38

5.5. Analisis Laju Erosi ... 43

5.6. Sediment Delivery Ratio (SDR) ... 44

5.7. Sedimentasi Potensial ... 44

5.8. Kapasitas Sabo Dam ... 46

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 55

B. Saran ... 55

Lampiran

Gambar 2.1 Peta Zonasi Ancaman Bahaya Gunung Merapi. ... 7

Gambar 2.2 Sabo Dam Tipe Tertutup ... 11

Gambar 2.3 Sabo Dam Tipe Terbuka (Slit) ... 12

Gambar 2.4 Sabo Dam Tipe Terbuka (Grid) ... 12

Gambar 2.5 Penampang Melintang Sabo Dam ... 13

Gambar 2.6 Penampang Memanjang Sabo Dam ... 13

Gambar 3.1 Metode Polygon Thiessen ... 17

Gambar 3.2 Metode Isohyet ... 18

Gambar 3.3 Penampang Melintang Sabo Dam ... 27

Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian ... 29

Gambar 4.2 Bagan Alir Penelitian ... 32

Gambar 4.3 Bagan Alir Analisis Erosi dan Sedimen ... 33

Gambar 5.1 Penampang Memanjang Sabo Dam PA-C Pasekan ... 47

Gambar 5.2 Penampang Melintang Sabo Dam PA-C Pasekan ... 48

Gambar 5.3 Peta Sub DAS Kali Pabelan ... 50

Gambar 5.4 Peta Wilayah Hujan dan Stasiun Hujan ... 51

Gambar 5.5 Peta Jenis Tanah Sub DAS Kali Pabelan ... 52

Gambar 5.6 Peta Pembagian Lahan per-Elevasi ... 53

Gambar 5.7 Peta Tataguna Lahan Sub DAS Kali Pabelan ... 54

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 DAS Sekitar Kawasan Gunungapi Merpi ... 8

Tabel 3.1 Penilaian Struktur Tanah ... 20

Tabel 3.2 Penilaian Permeabilitas Tanah ... 21

Tabel 3.3 Nilai Erodibilitas Tanah ... 21

Tabel 3.4 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP) ... 25

Tabel 5.1 Curah Hujan Bulanan ... 34

Tabel 5.2 Perhitungan Hari Hujan Rata-rata ... 35

Tabel 5.3 Perhitungan Curah Hujan Maksimum Rata-rata ... 36

Tabel 5.4 Perhitungan Nilai Faktor Ls ... 38

Tabel 5.5 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP) ... 39

Tabel 5.6 Tataguna Lahan Pada Daerah Penelitian Sub DAS Kali Pabelan ... 39

Tabel 5.7 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Erosi dan Sedimen ... 44

LAMPIRAN 2 DATA CURAH HUJAN

LAMPIRAN 3 TABEL INDEKS ERODIBILITAS TANAH

LAMPIRAN 4 DATA SABO DAM KALI PABELAN

LAMPIRAN 5 FOTO LOKASI

HALAMAN PENGESAIIAN

Laporan Tugas Akhir Dengan Judul

EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAEA MITICASI BENCANA SEDIMEN MERAPI

(Studi Kasus : Sabo Dam PA-C Pasekan, Kali Pabelan)

Disusun oleh :

PURWA ADILARAS PALTSDYA 201.2,41rc326

Telah disetujui dan disahkan oleh :

J azaul Ikhsan, S.T.,M.T.,Ph.I). Pembimbing

I

Nursetiawan, S.T.rM.T.rPh.D. Pembimbing 1I

Surya Budi Lesmana, S.T., M.T

Ok^^

_"

*a,

Tseptemhr?016

2016

vi

Indonesia. Salah satu dampak letusan gunung berapi yaitu banjir lahar dingin. Banjir lahar dingin disebabkan oleh adanya curah hujan yang tinggi, yang kemudian membawa endapan material yang tersimpan pada lereng gunung. Salah satu upaya untuk menanggulangi aliran lahar dingin yaitu dengan membangun sabo dam. Sabo dam merupakan bangunan pengendali sedimen yang dibangun untuk mengendalikan dan mengurangi dampak kerusakan akibat lahar dingin.

Untuk memprediksi angkutan sedimen digunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Metode USLE mempertimbangkan penggunaan tanah di daerah penelitian, sehingga metode ini dapat diandalkan sebagai analisis dari jumlah sedimentasi Parameter yang digunakan dalam metode USLE diantaranya adalah curah hujan, kemiringan lahan, tataguna lahan, dan jenis tanah. Dalam melakukan analisis data menggunakan bantuan aplikasi ArcGIS 10.1.

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa : (1) Angkutan sedimen yang terjadi pada sub DAS Kali Pabelan sebesar 5.536.707,19 m3/tahun (2) Total kapasitas sabo dam di Sub-DAS Kali Pabelan sebesar 4.012.061 m3 (3) Bila sabo dam hulu diasumsikan dalam keadaan baik, maka kapasitas total sabo dam di Kali Pabelan tidak cukup untuk menerima angkutan sedimen. Dengan kapasitas daya tampung sebesar 156.022,263 m3 , maka bangunan sabo dam PA-C Pasekan dinilai tidak mampu untuk menerima angkutan sedimen dari hulu.

Kata kunci : Sedimentasi , Banjir Lahar Dingin, Sabo Dam, USLE, ArcGIS, Kapasitas Sabo Dam

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Indonesia merupakan negara kepulauan yang mempunyai letak sangat strategis, karena terletak di antara dua benua yaitu Asia dan Australia dan juga terletak di antara dua samudra yaitu Samudra Hindia dan Samudra Pasifik, serta berdekatan dengan tiga lempeng tektonik besar yaitu lempeng Eurasia, Australia dan Pasifik. Di samping itu, Indonesia juga dilalui oleh tiga lingkaran gunung api yaitu gunung api jalur pegunungan Mediterania, jalur Australia dan jalur Pasifik. Kondisi tersebut menyebabkan Indonesia menjadi daerah yang rawan bencana.

Indonesia memiliki 130 gunung berapi dan 34 diantaranya terletak di pulau Jawa, dimana keberadaannya ditandai oleh beberapa gunung api aktif yang membentang dari wilayah barat hingga wilayah timur tanah air. Gunung Merapi merupakan salah satu gunung teraktif di dunia, dan bencana Merapi merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi di Indonesia. Bahaya yang diakibatkan oleh letusan Gunung Berapi ada dua macam yaitu bahaya primer dan bahaya sekunder. Bahaya primer adalah bahaya yang langsung dihadapi, berupa lahar panas, awan panas dan bahan-bahan lepas yang berjatuhan (lapili, pasir dan abu vulkanik). Bahaya sekunder yaitu dampak tidak langsung dari letusan gunung berapi, seperti halnya banjir lahar dingin. Banjir lahar dingin disebabkan oleh intensitas hujan yang cukup tinggi, yang kemudian membawa endapan material yang tersimpan pada lereng gunung dan menjadi aliran debris.

Sedimentasi erat kaitanya dengan proses erosi, tanah yang tererosi akan terbawa arus sehingga menimbulkan suatu endapan. Namun angkutan sedimen pada daerah sungai gunung berapi berbeda dengan sungai biasa karena mengandung material dari letusan gunung. Sedimentasi dari letusan gunung berapi merupakan hal serius yang perlu diperhatikan, karena hal ini dapat menimbulkan daya rusak yang cukup tinggi.

Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk memprediksi erosi, salah satunya adalah metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Metode USLE mempertimbangkan penggunaan tanah di daerah penelitian, sehingga metode ini dapat diandalkan sebagai analisis dari jumlah sedimentasi. Metode USLE mempunyai kelebihan yaitu pengolahan datanya yang sederhana, sehingga mudah dihitung secara manual maupun menggunakan alat bantu program komputer (software). Sistem Informasi Geografis (SIG) dapat dimanfaatkan sebagai alat bantu karena dengan menggunakan aplikasi ini kita dapat menganalisis data geografis suatu wilayah, berupa tataguna lahan suatu daerah, kemiringan dan jenis tanah, dimana faktor-faktor tersebut merupakan indikator dari formula USLE.

Banyak upaya - upaya yang telah dilakukan oleh pemerintah untuk menanggulangi aliran lahar dingin, salah satunya adalah dengan membangun sabo dam. Sabo dam merupakan bangunan pengendali sedimen yang dibangun untuk mengendalikan dan mengurangi dampak kerusakan akibat lahar dingin. Sasaran dari pekerjaan sabo adalah semua material pasir, kerikil maupun batu-batu berbagai ukuran. Selain sebagai pengendali lahar dingin Sabo dam juga berfungsi untuk menampung sedimen dalam kapasitas tertentu. Maka dari itu dalam merencanakan bangunan sabo diperlukan tinjauan terhadap angkutan sedimen, agar kapastitas dan jumlah sabo dam pada sungai dapat disesuaikan. Dengan begitu maka bencana lahar dingin dapat diminimalisir.

Kali Pabelan merupakan sungai yang berada di wilayah Gunung Merapi, kali ini memiliki beberapa anak sungai, diantaranya Kali Apu, Kali Senowo dan Kali Trising. Bangunan sabo dam PA-C Pasekan merupakan bangunan yang dibangun pada tahun 2015 yang terletak di Kali Pabelan. Sabo dam ini merupakan sabo dam tipe tertutup yang berfungsi untuk menghambat aliran debris sekaligus memperlambat aliran laju sedimen. Tugas akhir ini bertujuan untuk mengevaluasi kapasitas sabo dam dalam mengendalikan volume sedimen, agar banjir lahar dingin dapat diminimalisir sehingga tidak membahayakan dan menimbulkan kerugian

3

1.2. Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang akan dikaji dalam upaya evaluasi kapasitas Sabo Dam Kali Pabelan adalah sebagai berikut :

1. Berapa estimasi volume angkutan sedimen yang terjadi Sub DAS Kali Pabelan?

2. Berapa jumlah dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan? 3. Bagaimana kinerja kapasitas bangunan Sabo Dam PA-C Pasekan?

1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari analisis ini adalah :

1. Mengetahui estimasi volume angkutan sedimen yang terjadi di Sub DAS Kali Pabelan dengan menggunakan data curah hujan maksimum harian pada tahun 2013.

2. Mengetahui jumlah dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan.

3. Mengevaluasi kinerja kapasitas bangunan sabo dam PA-C Pasekan ketika bangunan sabo dam bagian hulu diasumsikan sesuai kapasitas rencana.

1.4. Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan :

1. Didapatkannya informasi tentang volume angkutan sedimen dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan, sehingga dapat diketahui apakah kapasitas sabo dam tersebut sudah sesuai dengan angkutan sedimen yang terjadi.

2. Dari analisis ini diharapkan dapat memberikan masukan atau referensi dalam mengevaluasi kapasitas sabo dam dan angkutan sedimen di Kali Pabelan bagi peneliti-peneliti lainnya.

1.5. Batasan Masalah

Sebagaimana pokok dari pembahasan Tugas Akhir ini yaitu mengevaluasi kapasitas daya tampung sabo dam dengan memperhitungkan volume angkutan sedimen yang mengalir di sepanjang Kali Pabelan.

Adapun batasan masalah yaitu :

1. Lokasi penelitian dilakukan di Sub DAS Kali Pabelan, tepatnya pada bangunan PA-C Pasekan.

2. Data curah hujan yang digunakan adalah curah hujan pada tahun 2013.

3. Jumlah kapasitas sabo dam yang diperhitungkan tidak menyeluruh, hanya bangunan sabo dam yang berada dalam cangkupan Sub DAS Kali Pabelan yang ditentukan penulis dengan batas hilir bangunan sabo dam PA-C Pasekan. 4. Kajian terhadap kapasitas sabo dilakukan dengan asumsi kondisi sabo dam

dalam keadaan baik atau daya tampung bangunan sabo dam sesuai kapasitas rencana.

5. Erosi keseluruhan yang terjadi diasumsikan masuk kedalam sungai, sehingga angkutan sedimen yang mengalir melimpas ke bangunan sabo dam.

1.6. Lokasi Studi

Studi analisis kapasitas sabo dam ini dilakukan di bangunan sabo dam PA-C Pasekan, Sub DAS Kali Pabelan yang masih merupakan bagian dari DAS Progo. Bangunan PA-C Pasekan merupakan bangunan sabo dam yang dibangun pada tahun 2015. Bangunan ini berada di Desa Gondowangi, Kecamatan Sawangan, Kabupaten Magelang, Jawa Tengah. Kali Pabelan merupakan sub DAS terbesar yang berada dalam wilayah gunung Merapi, Kali ini mempunyai beberapa anak Sungai diantaranya Kali Apu, Kali Trising dan Kali Senowo. Pada penelitian kali ini terdapat 34 buah bangunan sabo dam yang berada pada Sub DAS Kali Pabelan, dengan total daya tampung sebesar 4.012.061 m3. Kondisi sabo dam tersebut dinilai cukup baik, karena dianggap masih mampu menampung angkutan sedimen yang mengalir.

5 Gambar 1.1 Lokasi penelitian pada PA-C Pasekan Sub DAS Kali Pabelan

1.7 Keaslian

Sepengetahuan penulis, Tugas Akhir dengan judul Evaluasi Kapasitas Sabo Dam Dalam Upaya Mitigasi Bencana Sedimen Merapi belum pernah dilakukan, sehingga keaslian penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi baru yang bermanfaat bagi semuanya. Penelitian ini mengkaji tentang efektivitas bangunan sabo dam PA-C Pasekan yang berada di Sub DAS Kali Pabelan, dengan cara memprediksi aliran sedimen yang akan terangkut. Adapun dari penelusuran pustaka, penulis menemukan penelitian sejenis yaitu Tugas Akhir karya Setyadi (2013) dengan judul “Analisis Kemampuan Bangunan Sabo dalam Mengendalikan Sedimen di Sungai Pabelan”. Perbedaan dari tugas akhir yang penulis buat yaitu pada metode yang digunakan. Setyadi mengkaji dengan metode debit sedangkan penulis mengkaji angkutan sedimen dengan menggunakan metode USLE.

66

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Gunung Merapi merupakan salah satu gunung yang paling aktif di Indonesia. Erupsi tahun 2010 merupakan erupsi yang paling besar bila dibandingkan dengan bencana serupa pada kejadian sebelumnya, yaitu pada tahun 1994, 1997, 1998, 2001 dan 2006, atau terbesar sejak 150 tahun, tepatnya tahun 1872 (BNPB, 2001). Jazaul Ikhsan (2015) mengatakan pasca letusan Gunung Merapi pada tahun 2010 terjadi lahar dingin dengan frekuensi yang cukup tinggi, terutama ketika terjadi intensitas hujan yang tinggi. Di Gunung Merapi, potensi banjir lahar cukup besar disebabkan oleh beberapa faktor antara lain : (a) curah hujan yang cukup tinggi, antara 2600-3000mm (b) endapan sedimen yang besar, sebagai contoh menurut BPPTK, letusan tahun 2010 menghasilkan material tidak kurang dari 100 juta m3 dan (c) kemiringan sungai yang mencukupi, dimana diatas elevasi 1000 bervariasi antara 1/1–1/6.

DAS Kali Pabelan merupakan sub-DAS terbesar Merapi. Kali Pabelan terbentuk dari gabungan Kali Apu, Kali Trising dan Kali Senowo dengan luas daerah tangkapan sungai mencapai 110 km2. Dinamika sedimen dapat menimbulkan berbagai masalah, bahkan dapat menimbulkan bencana yang berkepanjangan (Sutikno, 2012). Data luas DAS, kemiringan dan dimensi sungai pada kawasan Gunung Merapi dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.1 DAS Sekitar Kawasan Gunungapi Merapi

Sistem Sungai

Luas DAS (km2)

Panjang Sungai

(km)

Kemiringan Dasar Sungai Lebar Sungai (m) <EL.500 m EL.500m-EL.1000m >EL

1000m Min Max 1. K. Progo

a. K. Pabelan 1) K. Apu 2) K. Trising 3) K. Senowo b. K. Blongkeng

1) K. Lamat 2) K. Putih c. K. Batang d. K. Krasak

1) K. Bebeng

110 8 10 8 68 14 26 23 34 10 32 6 11 12 24 19 23 19 27 14 1/53 - - - 1/43 1/38 1/39 1/37 1/26 1/23 1/21 1/14 1/17 1/19 1/19 1/21 1/16 1/15 1/17 1/15 1/3 1/4 1/5 1/4 1/1 1/2 1/6 - 1/16 1/5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 180 100 120 130 120 110 200 230 250 280

(Sumber : Pusat Litbang Sumber Daya Air)

Proses erosi dan sedimentasi pada sungai gunung berapi berbeda, karena mengandung material dari letusan gunung. Menurut Arsyad (1989) Besar kecil atau kuat lemahnya erosi sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor alam. Beberapa faktor alam yang mempengaruhi kuat lemahnya erosi antara lain :

a. Kemiringan lereng, semakin miring atau curam keadaan lereng akan semakin besar erosinya dan sebaliknya.

b. Keadaan vegetasi atau tumbuhan, semakin banyak tumbuhan atau vegetasi ataupun tanaman suatu tempat, akan semakin kecil erosi yang terjadi.

9

c. Volume air, sebagai tenaga erosi, semakin besar volume air akan semakin kuat daya atau kekuatan erosinya, dan sebagainya.

Mekanisme terjadinya erosi oleh Schwab (1999) diidentifikasikan menjadi tiga tahap yaitu:

a. Detachment (penghancuran tanah dari agregat tanah menjadi partikel-partikel tanah).

b. Transportation (pengangkutan partikel tanah oleh limpasan hujan atau run off). c. Sedimentation (sedimen/pengendapan tanah tererosi); tanah-tanah tererosi akan

terendapkan pada cekungan-cekungan atau pada daerah-daerah bagian bawah. Cekungan-cekungan yang menampung partikel-partikel tanah akibat top soil yang tergerus akan menjadi area pertanian yang subur.

Asdak (1995) mengemukakan bahwa untuk prakiraan besarnya erosi dapat memanfaatkan rumus Universal Soil Loss Equation (USLE). Wischmeier dan Smith (1978) juga menyatakan bahwa metode yang umum digunakan untuk menghitung laju erosi adalah metode USLE.

Adapun persamaan ini adalah :

A = R . LS . K. CP………..………….(2.1) Keterangan :

A : Jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun R : Erosivitas hujan

LS : Faktor panjang lereng dan kemiringan lereng K : Faktor erodibilitas tanah

CP : Faktor penutup tanah dan pengelolaan tanah

Untuk menganalisis data lahan digunakan program ArcGIS 10.1. ArcGIS adalah program Sistem Informasi Geografis (SIG) yang mempunyai kemampuan menghubungkan berbagai data pada suatu titik tertentu di bumi, menggabungkannya menganalisa dan akhirnya memetakan hasilnya. Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan sistem informasi berbasis komputer yang digunakan untuk mengolah dan menyimpan data atau informasi geografis

(Aronoff, 1989). Prediksi erosi dengan metode USLE dapat memanfaatkan SIG dalam perhitungannya. SIG dapat memenejemen data yang bereferensi geografi dengan cepat, sehingga akan memudahkan dalam menganalisis data-data yang berkaitan dengan erosi.

Marseli (2015) dalam tugas akhirnya yang berjudul “Analisis Laju Erosi pada Daerah Tangkapan Waduk Sermo Menggunakan Metode USLE” mengatakan bahwa metode USLE (Universal Soil Loss Equation) merupakan suatu metode yang umum digunakan untuk memprediksi kehilangan tanah yang disebabkan oleh erosi. Proses peningkatan erosi disebabkan oleh pengaruh manusia seperti pemanfaatan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya dan pengelolaan lahan yang tidak didasari tindakan konservasi tanah. Dalam analisis data Marseli menggunakan bantuan program ArcGIS 10.1.

Ancaman banjir lahar dingin pada tiap sungai berbeda beda, hal ini tergantung pada perilaku aliran lahar hujan yang berkaitan dengan proses erosi. Salah satu upaya untuk meminimalisir bencana banjir lahar dingin adalah dengan membangun sabo dam. Yudhistiro (2012) mengatakan bangunan sabo dam merupakan suatu konstruksi bangunan air yang fungsinya sebagai penahan, penampung dan pengendali sedimen yang larut pada aliran sungai, sehingga sedimen tersebut tidak mengganggu kinerja dam yang ada.

Setyadi (2013) dalam tugas akhirnya yang berjudul “Analisis Kemampuan Bangunan Sabo Dam dalam Megendalikan Sedimen di Sungai Pabelan” mengatakan pasca erupsi gunung Merapi 2010 terjadi sedimentasi di Sungai Apu dengan jumlah volume sedimen 5,5 juta m3, dan Sungai Trising sebesar 5,0 juta m3 (Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian, 2012). Sungai Pabelan merupakan pertemuan kedua sungai dengan luas DAS Sungai Apu adalah 8 km2 dan luas DAS Sungai Trising adalah 10 km2. Proses erosi dan sedimentasi merupakan fenomena yang sangat kompleks, dimana sangat dipengaruhi oleh kondisi aliran, material sedimen serta kondisi sungai itu sendiri. Kemudian Setyadi mengkaji mengenai estimasi volume angkutan sedimen yang melimpas pada bangunan pelimpah sabo dam PA-C Tlatar pada tahun 2012.

11

Analisis dilakukan supaya hal-hal yang tidak diinginkan dapat diketahui dan dapat diatasi.

Wahyono (2000) dalam buku mengenai sabo dam menuliskan bahwa bentuk sabo dam sangat bervariasi, tergantung kondisi dan situasi setempat, antara lain ; konfigurasi palung sungai, (sempit, lebar, dalam atau dangkal) dan jenis material sedimen (pasir, kerikil, batu atau tanah).

Berdasarkan bentuknya, sabo dam dapat dibedakan menjadi 2, yaitu : a. Sabo dam tipe tertutup

Sabo dam tipe tertutup merupakan suatu bentuk dinding tertutup, tipe sabo dam ini sangat efektif dalam menahan, menampung dan mengurangi aliran sedimen. Aliran sedimen akan mengisi ruang tampung secara cepat maupun lambat tergantung skala dan interval banjir. Namun apabila daya tampung sudah penuh dengan sedimen, fungsi utama sabo dam hanya sebagai penahan laju debit puncak sedimen yang dikarenakan daya tampung sudah nol. Contoh bentuk sabo dam tipe tertutup dapat dilihat pada Gambar 2.2

(sumber : www.jamesthoengsal.blogspot.com)

b. Sabo dam tipe terbuka

Tipe sabo dam terbuka pada umunya mempunyai dua macam bentuk, yaitu: bentuk slit dan bentuk grid. Prinsip sabo dam terbuka ialah tubuh main dam diberikan lubang sesuai dengan persyaratan agar mampu mengalirkan sedimen secara bertahap atau perlahan. Contoh gambar untuk sabo dam terbuka dengan bentuk slit dapa dilihat di gambar 2.3 dan untuk bentuk grid dapat dilihat di gambar 2.4.

(sumber : www.jamesthoengsal.blogspot.com)

Gambar 2.3 Sabo Dam Tipe Terbuka (Slit)

(sumber : www.iwanmaros.blogspot.com)

13

Wahyono mengatakan bahwa volume sedimen yang dapat ditampung oleh bangunan sabo dam dapat dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 2.5 Gambar penampang melintang dam memanjang sabo dam

V = H.L { B + (cot ᵧ + cot ᵟ) H }

Atau dengan rumus sebagai berikut :

Gambar 2.6 Gambar penampang memanjang sabo dam

dengan :

V : total volume endapan sedimen (m3) H : tinggi efektif dam (m)

B : lebar dasar sungai rata-rata (m)

α : sudut kemiringan rata-rata dasar sungai (º)

β : sudut kemiringan permukaan endapan sedimen (º)

ᵧ , ᵟ

: sudut kemiringan rata-rata tebing sungai (º)

Bagian (a) merupakan dead storage, sedang bagian (b) disebut sebagai control volume, karena pada saat berlangsung aliran debris, endapan sedimen tersebut akan terangkut. Dead storage adalah tampungan sedimen yang berada di bagian atas dari sabo dam, memiliki tinggi sama dengan tinggi efektif dam. Control volume adalah volume tampungan limpasan sabo dam yang berasal dari hulu, berada diatas tampungan dead storage. Secara kasar, control volume dan dead storage dapat diestimasi dengan rumus berikut :

Dead storage : Va = 1,5 (0,67 . i . h2 . B) m3

Control volume : Vb =1,5 (0,4 . i . h2 . B) m3

15

BAB III LANDASAN TEORI 3.1. Curah hujan wilayah

Menurut Triatmodjo (2010) stasiun penakar hujan hanya memberikan kedalaman hujan di titik di mana stasiun tersebut berada, sehingga hujan pada suatu luasan harus diperkirakan dari titik pengamatan tersebut. Apabila pada suatu daerah terdapat lebih dari satu stasiun pengukuran yang ditempatkan secara terpencar, hujan yang tercatat dimasing-masing stasiun dapat tidak sama. Dalam analisis hidrologi sering diperlukan untuk menentukan hujan rerata pada daerah tersebut, yang dapat dilakukan dengan tiga metode berikut ini :

3.1.1. Metode rerata aritmatika (alljabar)

Cara ini adalah cara yang paling sederhana. Metode rata-rata hitung dengan menjumlahkan curah hujan dari semua tempat pengukuran selama satu periode tertentu dan membaginya dengan banyaknya tempat pengukuran.

Jika dirumuskan dalam suatu persamaan adalah sebagai berikut :

R=

……….

(3.1) dengan :

R : curah hujan rata-rata (mm)

R1,…,Rn : besarnya curah hujan pada masing-masing stasiun

Metode ini memperhitungkan luas daerah yang mewakili dari stasiun - stasiun hujan yang bersangkutan, untuk digunakan sebagai faktor bobot dalam perhitungan curah hujan rata-rata. Daerah pengaruh dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua stasiun terdekat. Jika dirumuskan dalam suatu persamaan adalah sebagai berikut :

……….………(3.2)

dengan :

R : curah hujan rata-rata (mm)

R1,…,Rn : besarnya curah hujan pada masing-masing stasiun

A1,…,An : luas daerah yang mewakili masing - masing stasiun

17

Gambar 3.1 Metode Polygon Thiesen

3.1.3 Metode Isohyet

Isohyet adalah garis lengkung yang merupakan nilai curah hujan yang sama. Umumnya sebuah garis lengkung menunjukan.

………..(3.3) dengan :

R : curah hujan rata-rata (mm)

R1,R2,…,Rn : curah hujan di garis Isohyet (mm) A1,A2,…,An : luas bagian yang dibatasi oleh Isohyet

Gambar 3.2 Metode Isohyet

3.2. Faktor erosivitas hujan (R)

Erosivitas merupakan sifat hujan, hujan dengan intensitas rendah jarang menyebabkan erosi, tetapi hujan yang lebat dengan periode yang pendek atau panjang dapat menyebabkan adanya limpasan permukaan yang besar dan kehilangan tanah. Sifat curah hujan yang mempengaruhi erosivitas dipandang sebagai energi kinetik butir butir air hujan yang menumbuk permukaan.

Dalam metode USLE, prakiraan besarnya erosi dalam kurun waktu per tahun (tahunan) dan demikian angka rata rata faktor R dihitung dari rata curah hujan tahunan sebanyak mungkin dengan menggunakan persamaan :

R =

∑

………(3.4)

dengan :

R : erosivitas hujan bulanan

N : jumlah kejadian hujan dalam kurun waktu satu tahun x : jumlah tahun musim hujan

19

Sementara Bowles (1978) dalam asdak (2014) dalam menentukan besarnya erosivitas hujan tahunan rata-rata menggunakan persamaan :

EI = 6,21(RAIN)1,21(DAYS)-0,47(MAXP)0,53………(3.5) dengan :

EI : erosivitas hujan rata rata tahunan RAIN : curah hujan rata rata tahunan (cm)

DAYS : jumlah hari hujan rata-rata pertahun (hari) MAXP : curah hujan max rata-rata dalam 24 jam perbulan

Cara menentukan besarnya indeks erosivitas hujan yang lan adalah dengan menggunakan metode matematis berdasarkan hubungan R dengan besarnya hujan tahunan menggunakan persamaan :

R = 237,4+2,61Y………(3.6)

dengan :

R : erosivitas hujan rata rata tahunan Y : besarnya curah hujan tahunan

Berasarkan data curah hujan bulanan, faktor erosivitas hujan (R) dapat dihitung dengan persamaan : (Lenvain, Departemen Kehutanan, 1994)

R = 2,21 Rm1,36…….………….………(3.7) dengan :

R : erosivitas hujan bulanan (KJ/ha) Rm : curah hujan maksimal bulanan (cm)

Indeks kepekaan tanah terhadap erosi atau erodibilitas tanah (K) merupakan jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun per satuan indeks daya erosi curah hujan. Kepekaan tanah terhadap erosi dipengaruhi oleh tekstur tanah (terutama kadar debu+pasir halus), bahan organik, struktur, dan permeabilitas tanah. Makin tinggi nilai K maka tanah makin peka terhadap erosi. Penentuan besarnya nilai K dapat dilakukan dengan menggunakan nomograph atau rumus Wischmeier et al. (1971) sebagai berikut :

100 K = 1,292 [ 2,1 M1,14 (10-4)(12-a) ] + 3,25 ( b-2 ) + 2,5 (c-3)…..…(3.8) dengan :

K : erodibilas tanah

M : parameter ukuran butir yang diperoleh dari (% debu + % pasir sangat halus) (100 - % liat)

a : persentase bahan organik (% C x 1,724) b : kode struktur tanah

c : kelas permabilitas penampang tanah

Untuk kadar bahan organik > 6% (agak tinggi – sangat tinggi), angka 6% tersebut digunakan sebagai angka maksimum. Penilaian struktur dan permeabilitas tanah masing-masing menggunakan Tabel 3.1 dan 3.2.

Tabel 3.1 Penilaian struktur tanah

No. Tipe struktur tanah Kode

penilaian 1. Granular sangat halus (very fine granular) 1

2. Granular halus (fine granular) 2

3. Granular sedang dan besar (medium, coarse granular) 3 4. Gumpal, lempeng, pejal (blocky, platy, massif) 4 (Sumber : Wischmeier et al., 1971)

21

Tabel 3.2 Penilaian permeabilitas tanah

No. Tipe struktur tanah Kode

penilaian

1. Cepat (rapid) 1

2. Sedang sampai cepat (moderate to rapid) 2

3. Sedang (moderate) 3

4. Sedang sampai lambat (moderate to slow) 4

5. Lambat (Slow) 5

6. Sangat lambat (very slow) 6

(Sumber : Wischmeier et al,. 1971)

Nilai K (erodibilitas tanah) juga dapat diperoleh dari tabel di bawah ini :

Tabel 3.3 Nilai Erodibilitas Tanah (K)

(Sumber : Puslitbang Pengairan Bogor, 1985)

No` Jenis Tanah Nilai K

1. Latosol 0,075

2. Alluvial 0,156

3. Complex brown regosol and lithosol 0,172

4. Brown latosol 0,175

5. Grunosol 0,176

6. Association of Litosols and Red Mediterranean 0,251 7. Association of Litosols and Reddish Brown Latosols 0,251 8. Assosiate brown andosol and red brown latosol 0,271

9. Andosol dan regosol 0,271

10. Grey brown regosol 0,271

11. Andosol 0,278

12. Regosol 0,301

13. Complex of Grey Regosols and Dark Grey

Kemiringan dan panjang lereng dapat ditentukan melalui peta topografi. Baik panjang lereng (L) maupun curamnya lereng (S) mempengaruhi banyaknya tanah yang hilang karena erosi. Faktor LS merupakan rasio antara tanah yang hilang dari suatu petak dengan panjang dan curam lereng tertentu. Nilai LS dapat dihitung dengan rumus :

………(3.9)

Dimana S :

………..……….(

3.10)

Keterangan :

LS : faktor kemiringan lereng (m) L : panjang lereng (m)

S : kemiringan lereng g : gravitasi (m/detik)

Faktor panjang lereng (L) didefinisikan secara matematik sebagai berikut (Schwab et al.,1981) :

L = (l/22,1) m...(3.11)

dengan :

L : panjang kemiringan lereng (m)

M: angka eksponen yang dipengaruhi oleh interaksi antara panjang lereng dan kemiringan lereng dan dapat juga oleh karakteristik tanah, tipe vegetasi. Angka eksponen tersebut bervariasi dari 0,3 untuk lereng yang panjang dengan kemiringan lereng kurang dari 0,5 % sampai 0,6 untuk lereng lebih

23

pendek dengan kemiringan lereng lebih dari 10 %. Angka eksponen rata-rata yang umumnya dipakai adalah 0,5.

Faktor kemiringan lereng S didefinisikan secara matematis sebagai berikut (Schwab et al.,1981) :

S = (0,43+ 0,30s + 0,04s 2 ) / 6,61 …………...(3.12) Keterangan :

S : kemiringan lereng aktual (%)

Seringkali dalam prakiraan erosi menggunakan persamaan USLE komponen panjang dan kemiringan lereng (L dan S) diintegrasikan menjadi faktor LS dan dihitung dengan :

LS = L1 / 2 (0,00138S 2 + 0,00965S + 0,0138) ...(3.13)

dengan :

L1 : panjang lereng (m)

S : kemiringan lereng (%)

Rumus diatas diperoleh dari percobaan dengan menggunakan plot erosi pada lereng 3 - 18 %, sehingga kurang memadai untuk topografi dengan kemiringan lereng yang terjal. Harper (1988) menunjukkan bahwa pada lahan dengan kemiringan lereng lebih besar dari 20 %, pemakaian persamaan 3.13 akan diperoleh hasil yang overestimate. Untuk lahan berlereng terjal disarankan untuk menggunakan rumusberikut ini (Foster and Wischmeier, 1973).

: 0,4 untuk lereng 3,5 – 4,9 % : 0,3 untuk lereng 3,5 % C : 34,71

α : sudut lereng l : panjang lereng (m)

Selain itu faktor panjang dan kemiringan lereng (LS), dapat pula dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut (Morgan, 1979) :

LS =

√

………..……….(3.15)

dengan :

LS : faktor panjang dan kemiringan lahan S : kemiringan lereng (%)

λ : panjang lereng (m)

Rumus tersebut berlaku untuk lahan dengan kemiringan <22%, sedangkan untuk lahan dengan kemiringan lebih curam digunakan rumus Gregory et al. (1979) sebagai berikut :

T =

m

. C. (cos α)1,503. 0,5. (sin α)1,249+ (sin α)2,249………(3.16)

dengan :

T : faktor topografi / LS λ : panjang lereng (m)

25

: 0,4 untuk lereng 3,5% - 4,9% : 0,3 untuk lereng <3,4% C : 34,7046

Α : sudut kemiringan lahan (º)

3.5. Faktor penggunaan lahan dan pengelolaan tanah (CP)

Merupakan faktor kriteria penggunaan lahan dan pengelolaan tanah, dimana C adalah faktor vegetasi penutup tanah dan pengelolaan tanaman yaitu nisbah antara besarnya erosi suatu areal dengan vegetasi dan pengelolaan tanaman tertentu terhadap besarnya erosi dari tanah yang identik dan tanpa tanaman.

Sedangkan P adalah faktor tindakan tindakan khusus konservasi tanah yaitu nisbah antara besarnyaerosi dari tanah yang diberi perlakuan tindakan konservasi khusus seperti pengelolaan tanah menurut kontur, penanaman dalam strip atau teras terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah dengan lereng dalam keadaanyang identik.

Jika nilai faktor C dan P di gabungan maka kriteria penggunaan lahan dan besarnya nilai CP dapat dilihat pada table di bawah ini :

Tabel 3.4 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP)

NO Penggunaan Lahan Faktor CP

1 Pemukiman 0.60

2 Kebun campuran 0.30

3 Sawah 0.05

4 Tegalan 0.75

5 Perkebunan 0.40

6 Hutan 0.03

7 Padang rumput 0.07

Pada metode USLE, untuk menghitung besarnya tanah yang tererosi menggunakan persamaan, berikut :

A = R x LS x K x CP……..……….(3.17) Keterangan :

A : banyaknya tanah tererosi per satuan luas persatuan, dalam praktek dipakai satuan ton/ha/tahun.

R : merupakan faktor erosivitas hujan dan aliran permukaan, yaitu jumlah satuan indeks erosi hujan

K : faktor erodibilitas tanah, yaitu erosi per indeks erosi hujan untuk suatu jenis tanah tertentu dalam kondisi ditanami terus menerus.

LS : faktor panjang kemiringan lereng, yaitu antara besarnya erosi per indeks erosi dari suatu lahan dengan panjang dan kemiringan lahan tertentu terhadap besarnya erosi

CP : faktor tanaman penutup lahan dan manajemen tanaman, yaitu antara besarnya erosi lahan dengan penutup tanaman dan manajemen tanaman tertentu terhadap lahan yang identik tanpa tanaman.

3.7. Sediment Delivery Ratio (SDR)

Sediment Delivery Ratio merupakan perkiraan rasio tanah yang diangkut akibat erosi lahan saat terjadinya limpasan (Wischmeier dan Smith, 1978). Nilai SDR sangat dipengaruhi oleh bentuk muka bumi dan faktor lingkungan. Menurut Boyce (1975), sediment delivery ratio dapat dirumuskan dengan :

SDR= 0,41 Adas-0,3………(3.18) Dengan :

27

Adas : luas DAS (km2)

3.8. Sedimen potensial yang terjadi

Hubungan antara erosi lahan, angkutan sedimen dan delivery ratio dapat diformulasikan sebagai berikut :

SY = SDR x A………..………(3.19) Dengan :

SY : angkutan sedimen (ton/ha) SDR : Sediment Delivery Ratio A : erosi lahan (ton/ha)

3.9. Jumlah dan kapasitas bangunan sabo

Kapasitas bangunan sabo adalah kemampuan bangunan tersebut untuk menampung dan mengaliran sedimen. Kapasitas sabo dam adalah daya tampung dan control terhadap aliran sedimen. Kapasitas ini dihitung mempertimbangkan parameter-parameter, antara lain : lebar sungai, tinggi sabo dam dan kemiringan dasar sunga sebelum ada bangunan dan kemiringan dasar sungai rencana. Berikut adalah gambar penampang melintang pada bangunan sabo dam :

tersebut akan terangkut. Secara kasar, control volume dan dead storage dapat diestimasi dengan rumus berikut :

Dead storage : Va = 1,5 (0,67 . i . h2 . B) m3 Control volume : Vb = 1,5 (0,4 . i . h2 . B) m3

29

BAB IV

METODELOGI PENELITIAN 4.1. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian terletak di sub DAS Kali Pabelan wilayah Gunung Merapi di Jawa Tengah, batas hilir dibatasi oleh sabo dam PA-C Pasekan yang terletak pada koordinat UTM X:422327.096 dan Y:9165024.01, tepatnya di Desa Gondowangi, Kec.Sawangan , Kab. Magelang, Prov. Jawa Tengah. Kali Pabelan diketahui memiliki beberapa anak sungai yaitu Kali Trising, Kali Senowo dan Kali Apu yang masih masuk dalam cangkupan DAS Progo.

4.2. Pengumpulan data

Dalam melakukan analisis laju erosi diperlukan beberapa data. Data yang diperoleh berupa data sekunder. Data sekunder didapat dari berbagai sumber atau instansi tertentu, diantaranya sebagai berikut:

4.2.1 Data curah hujan

Data curah hujan diperlukan untuk mengetahui jumlah curah hujan yang terjadi pada sub DAS Kali Pabelan pada tahun 2013, dimana terdapat 3 stasiun hujan yaitu Stasiun Jrakah, Stasiun Ketep dan Stasiun Talun. Data curah hujan ini diperoleh dari Balai Sabo Yogyakarta. Data curah hujan digunakan untuk mengetahui nilai erosivitas hujan pada tiap-tiap stasiun hujan, dimana dalam menentukan nilai erosivitas (R) digunakan nilai rata-rata dari curah hujan bulanan dan dengan bantuan softwere ArcGIS versi 10.1. Besarnya curah hujan pada masing-masing stasiun dibagi mengunakan polygon thiessen. Kemudian dari hasil analisis metode thiesen didapatkan nilai erosivitas hujan pada sub DAS Kali Pabelan, lalu dapat dihaslikan peta erosivitas hujan pada daerah tangkapan sub DAS Kali Pabelan.

4.2.2. Data topografi,

Data topografi diperoleh dari PPK (Pejabat Pembuat Komitmen) Merapi, dimana peta topografi tersebut digunakan untuk mengetahui kemiringan dan panjang lereng. Pada analisis ini penentuan panjang lereng dilakukan dengan bantuan softwere ArcGIS versi 10.1 sehingga dapat diketahui kemiringan lereng berdasarkan peta topografi tersebut, kemudian mengklasifikasikan kemiringan digunakan rumus :

31

dengan :

LS : faktor kemiringan lereng (m)

L : panjang lereng (m)

S : kemiringan lereng g : gravitasi (m/detik)

4.2.3. Data tataguna lahan

Data tataguna lahan, diperoleh dari PPK (Pejabat Pembuat Komitmen) Merapi, dimana data tataguna lahan digunakan untuk mengetahui faktor penutup tanah dan pengolaan tanah. Dengan menggunakan program ArcGIS 10.1 tataguna lahan pada tiap-tiap wilayah dapat diketahui, sehingga kita dapat menentukan nilai CP berdasarkan penggunaan lahan dan pengelolaan tanah pada masing-masing lahan. Nilai CP dapat dilihat pada tabel 3.2.

4.2.4. Data jenis tanah

Data jenis tanah diperoleh dari BPDAS (Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai) Serayu, Opak, Progo, Yogyakarta. Dengan bantuan ArcGIS 10.1 jenis tanah yang berada pada sub DAS Kali Pabelan dapat diketahui. Tanah yang berada pada daerah tangkapan sub DAS Kali Pabelan teridiri dari beberapa jenis, yaitu regosol coklat-kelabu, latosol coklat, regosol kelabu dan litosol, andosol coklat dan latosol merah-coklat. Untuk menentukan nilai erodibilitas digunakan tabel 3.3.

4.2.5. Data kapasitas sabo dam

Data kapasitas sabo dam yang berada pada sub DAS Kali Pabelan diperoleh dari Balai Sabo Yogyakarta. Kapasitas bangunan sabo adalah kemampuan bangunan tersebut untuk menampung dan mengalirkan sedimen. Dalam analisis kapasitas sabo dam PA-C Pasekan diperlukan.

4.3. Diagram Alir

Dalam analisisnya penelitian ini menggunakan rumus empiris dan menggunakan Softwere ArcGIS 10.1. Parameter yang digunakan untuk mengolah data yaitu berupa data topografi, data jenis tanah, data curah hujan, data tataguna lahan yang berlokasi di sub DAS Kali Pabelan. Bagan alir penelitian ditunjukan pada gambar 4.2 dan 4.3 sebagai berikut :

Gambar 4.2 Diagram alir penelitian Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan data :

 Data topografi

 Data tataguna lahan

 Data curah hujan

 Data kapasitas sabo dam

 Data klasifikasi tanah

Analisis data :

1. Analisis Hidrologi

- _{Curah hujan}

2. Analisis Erosi (USLE)

- _{Erosivitas (R)} - _{Kemiringan (LS)} - _{Erodobilitas tanah (K)}

- _{Penutup tanah dan pengolahan tanah (CP)}

3. Analisis sedimentasi 4. Analisis kapasitas sabo dam

Kesimpulan dan Saran

33

Gambar 4.3 Diagram alir pengolahan data erosi Pengolahan data

Data terdiri dari :

1. Curah hujan 2. Peta topografi 3. Peta jenis tanah 4. Peta tataguna lahan 5. Kapasitas sabo dam

Erosivitas hujan

Dalam analisis erosivitas

digunakan metode Bowles pada setiap stasiun hujan Menentukan nilai erodibilitas tanah dengan menggunakan peta jenis tanah. Mengklasifikasikan kemiringan pada peta topografi menggunakan ArcGIS 10.1 Menentukan Indeks penutup tanah dan pengolahan tanah dengan peta tataguna lahan Menghitung nilai kapasitas sabo dam PA-C Pabelan. Mengakumulasikan kapasitas sabo dam yang berada pada sub DAS Kali Pabelan. Peta erosivitas hujan (R) Peta faktor panjang dan kemiringan lereng (LS) Peta erodibilitas tanah (K) Peta penutup tanah dan pengelolaan tanah (CP) Kapasitas total sabo dam di sub DAS Kali Pabelan

Overlay peta R, LS, CP, K menggunakan software ArcGIS versi 10.1.

Evaluasi kapasitas sabo dam berdasarkan angkutan sedimen yang

34

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Analisis Faktor Erosivitas

Faktor erosivitas hujan yang didapatkan dari nilai rata rata curah hujan bulanan dari stasiun-stasiun hujan yang terdekat dengan lokasi penelitian. Nilai curah hujan bulanan dari masing masing stasiun diperoleh dari data tahun 2013. Untuk lokasi dan besarnya curah hujan dari masing-masing stasiun hujan dapat dilihat pada tabel 5.1 berikut ini :

Tabel 5.1 Curah Hujan Bulanan (mm) Curah hujan stasiun

Bulan Sta. Jrakah Sta. Ketep Sta. Talun

JAN 696.5 713 202.2

FEB 465 400 111.8

MAR 347 426 192.6

APR 266 314.5 37.4

MEI 216 161 117.6

JUNI 245 270 81.6

JULI 109.5 104.5 57.6

AGT 0.5 3 0.4

SEP 0.5 0.5 1

OKT 83 0 53.4

NOV 194.5 0 80.2

DES 388.5 227 160.2

Jumlah 3012 2619.5 1096

35

Dari perhitungan curah hujan yang terjadi selama tahun 2013 pada sub DAS Kali Pabelan, didapatkan bahwa curah hujan yang terjadi pada wilayah Stasiun Jrakah dengan luasan 4514 Ha senilai 3012 mm, wilayah Stasiun Ketep dengan luas 2058 Ha senilai 2619.5 mm dan wilayah Stasiun Talun dengan luas 2237 Ha senilai 1096 mm. Peta stasiun hujan dan pembagian wilayah hujan dapat dilihat pada gambar 5.4.

Perhitungan dengan menggunakan metode polygon thiessen dirumuskan sebagai berikut :

=

=

2433,74 mm = 243,4 cm

Didapatkan hasil curah hujan rata-rata yang terjadi selama tahun 2013 sebesar 243,4 cm.

Perhitungan hari hujan dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 5.2 Perhitungan hari hujan rata-rata

Bulan

Tahun

Jrakah

Ketep

Talun

2013

2013

2013

27

30

28

20

23

21

21

24

23

18

21

10

16

23

20

16

23

20

10

11

11

1

4

2

Hari Hujan

JAN

FEB

MAR

APR

MEI

JUNI

JULI

AGT

Tabel 5.2 Lanjutan

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Selain besarnya curah hujan rerata dan hari hujan rata-rata, nilai curah hujan maksimum juga merupakan nilai yang dicari untuk menentukan nilai erosivitas. Perhitungan nilai MAXP (curah hujan maksimum rata-rata) dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 5.3 Perhitungan nilai curah hujan maksimum rata-rata

(Sumber : Hasil Perhitungan)

1 1 2

10 0 13

19 - 19

24 18 25

183 178 194

15,25 16,181818 16,16667 Jumlah

Rata rata (hari)

Nilai DAYS 15,86616162

OKT NOV DES SEP

Bulan Tahun Jrakah Ketep Talun

2013 2013 2013

115.5 126.5 22.2

80.5 66.5 15.6

47 50 24.2

59.5 57.5 11.6

44.5 55.5 26.8

68.5 48 14.4

25.5 43 22.6

0.5 1.5 0.2

0.5 0.5 0.6

17 - 18.2

43.5 - 13.4

59 57 31.8

561.5 506 201.6

46.791667 42.166667 16.8

35.25277778 Hujan Max OKT NOV DES Jumlah Rata rata (bulan)

Nilai MAXP JAN FEB MAR APR MEI JUNI JULI AGT SEP

37

Nilai erosivitas dihitung dengan menggunakan rumus :

EI = 6,21(RAIN)1,21(DAYS)-0,47(MAXP)0,53

= 6,21(234,4)1,21(15,87)-0,47(35,25)0,53

= 8510,1 joule/tahun

Berdasarkan perhitungan didapatkan nilai erosivitas sebesar 8510.1 joule/tahun.

5.2. Analisis Faktor Erodibilitas

Terdapat 4 jenis tanah yang berada pada Sub DAS Kali Pabelan yaitu tanah grey brown regosol dengan nilai K sebesar 0.271 , tanah complex grey regosol and lithosol dengan nilai K 0.172 , tanah brown latosol dengan nilai K 0.175 dan tanah associate brown andosol dan red brown latosol dengan nilai K 0.271. Nilai K tersebut didapat dari tabel 3.1. Peta jenis tanah dapat dilihat pada gambar 5.5.

5.3. Analisis Faktor Ls

Faktor kemiringan lahan (Ls) membutuhkan data topografi. Peta pembagian wilayah berdasarkan elevasi dapat dilihat pada gambar 5.4. Sebagai contoh diambil perhitungan dengan elevasi 417.5-500, diambil panjang (L) antara elevasi tersebut yaitu sebesar 2541.755 m sehingga :

S = interval / L

S = 82.5 / 2541.755 = 0.032

Untuk nilai S = 3.24 % maka persamaan Ls adalah :

( ₎ ( ₎ ( ₎

( ₎

Perhitungan seluruhnya dapat dilihat pada Tabel 5.4 sebagai berikut :

Tabel 5.4 Perhitungan Nilai Faktor Ls

No Elavasi H Panjang

Lereng

Panjang

Lereng S (%) LS Rata-rata

1 1500 - 1670 170 1231.8 1863.46 5.37 12.94 2495.13

2 1400 - 1500 100 1882.07 1045.21 9.57 9.78 208.36

3 1300 - 1400 100 1339.67 734.57 13.61 12.97 129.48

4 1200 - 1300 100 2492.27 1397.87 7.15 7.74 303.48

5 1100 - 1200 100 2127.71 1397.37 7.15 7.75 667.03

6 1000 - 1100 100 2846.78 1772.96 5.64 6.41 699.14

7 900 - 1000 100 1260.57 1232.93 8.11 8.57 1205.29

8 800 - 900 100 1344.33 1294.54 7.72 8.24

1244.76

9 700 - 800 100 2295.12 1833.10 5.45 6.24

1371.08

10 600 - 700 100 2165.43 2010.55 4.97 5.79 1855.68

11 500 - 600 100 3005.2 2806.48 3.56 4.44

2607.77

12 417.5 - 500 82.5 2749.59 2541.75 3.24 3.66 2333.92

(Sumber : Hasil Perhitungan)

5.4. Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP)

Faktor CP pada penelitian ini diambil dari data tataguna lahan. Nilai CP untuk tiap-tiap lahan berbeda beda, hal ini dikarenakan jenis lahan dan cara pengelolaan tanah yang berbeda beda pula. Peta tataguna lahan wilayah sub DAS Kali Pabelan dapat dilihat pada Gambar 5.7.

39

Jika faktor C dan P digabungkan maka kriteria penggunaan dan besarnya nilai CP dapat dilihat pada Tabel 5.5 dan tataguna lahan pada daerah penelitian dapat dilihat pada Tabel 5.6, sebagai berikut:

Tabel 5.5 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP)

NO Penggunaan Lahan Faktor CP

1 Pemukiman 0.60

2 Kebun campuran 0.30

3 Sawah 0.05

4 Tanaman bergilir padi 0,013

5 Tegalan/Lahan Kering/Lahan Kosong 0.75

6 Perkebunan 0.40

7 Hutan 0.03

8 Padang rumput 0.07

(Sumber : RLKT (Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah), Buku II 1986)

Tabel 5.6 Tataguna Lahan pada Daerah penelitian Sub DAS Kali Pabelan

No Elevasi Tataguna Lahan

Catchment

CP

NILAI

Area CP’

1 1500 - 1670

KEBUN CAMPURAN 156,51 0,3

0,50

LAHAN KOSONG 165,46 0,75

HUTAN 13,26 0,03

PADANG RUMPUT 16,01 0,07

LAHAN KERING 11,22 0,75

2

1400 - 1500

KEBUN CAMPURAN 228,99 0,3

0,25

LAHAN KOSONG 0,09 0,75

HUTAN 21,54 0,03

Tabel 5.6 Lanjutan

PADANG RUMPUT 135,41 0,07

0,25

LAHAN KERING 34,89 0,75

3 1300 - 1400

KEBUN CAMPURAN 245,18 0,3

0,48

HUTAN 26,90 0,03

PERKEBUNAN 8,77 0,4

PEMUKIMAN 43,23 0,6

PADANG RUMPUT 18,58 0,07

SAWAH 9,56 0,05

LAHAN KERING 226,27 0,75

4 1200 - 1300

KEBUN CAMPURAN 183,52 0,3

0,44

HUTAN 29,76 0,03

PERKEBUNAN 206,46 0,4

PEMUKIMAN 107,16 0,6

PADANG RUMPUT 140,56 0,07

SAWAH 75,40 0,05

TANAMAN BERGILIR

PADI 72,51 0,013

LAHAN KERING 457,10 0,75

5 1100 - 1200

KEBUN CAMPURAN 421,22 0,3

0,26

HUTAN 19,16 0,03

PERKEBUNAN 225,90 0,4

PEMUKIMAN 87,73 0,6

PADANG RUMPUT 455,91 0,07

SAWAH 198,42 0,05

TANAMAN BERGILIR

PADI 117,57 0,013

LAHAN KERING 170,72 0,75

6 1000 - 1100

KEBUN CAMPURAN 106,53 0,3

0,31

HUTAN 0,26 0,03

PERKEBUNAN 335,17 0,4

PEMUKIMAN 91,80 0,6

41

Tabel 5.6 Lanjutan

SAWAH 230,66 0,05

0,31 TANAMAN BERGILIR

PADI 274,18 0,013

LAHAN KERING 228,70 0,75

7

900 - 1000

KEBUN CAMPURAN 86,57 0,3

0,28

PERKEBUNAN 97,36 0,4

PEMUKIMAN 32,65 0,6

PADANG RUMPUT 25,39 0,07

SAWAH 243,80 0,05

LAHAN KERING 77,28 0,75

8

800 - 900

KEBUN CAMPURAN 66,86 0,3

0,31

PERKEBUNAN 97,15 0,4

PEMUKIMAN 31,53 0,6

PADANG RUMPUT 8,063 0,07

SAWAH 220,02 0,05

LAHAN KERING 101,13 0,75

9

700 - 800

KEBUN CAMPURAN 14,87 0,3

0,23

PERKEBUNAN 115,13 0,4

PEMUKIMAN 52,34 0,6

PADANG RUMPUT 2,31 0,07

SAWAH 292,68 0,05

LAHAN KERING 27,02 0,75

AIR 3,86 0

10

600 - 700

KEBUN CAMPURAN 7,27 0,3

0,15

PERKEBUNAN 21,88 0,4

PEMUKIMAN 66,66 0,6

Tabel 5.6 Lanjutan

_{AIR 13,19} 0

11 500 - 600

PERKEBUNAN 4,54 0,4

0,15

PEMUKIMAN 73,10 0,6

LAHAN KERING 14,02 0,75

AIR 10,81 0

SAWAH 424,74 0,05

12 417.5 - 500

PERKEBUNAN 0,66 0,4

0,16

PEMUKIMAN 94,00 0,6

LAHAN KERING 11,18 0,75

AIR 9,57 0

SAWAH 407,16 0,05

Total 3,77

(Sumber : Hasil perhitungan)

Luas area total pada sub DAS Kali Pabelan adalah 8800,005 ha atau 88 km2 dengan total nilai CP’ lahan sebesar 3,77.

5.5. Laju Erosi

Dihitung menggunakan rumus dari metode USLE ,dengan contoh perhitungan pada elevasi 1500-1670 sebagai berikut :

A = R x LS x K x CP

= 8510,1 x 12,94 x 0.271 x 0,5 = 14.904,07 ton/ha/th

5.6. Sediment deliveri ratio (SDR)

Untuk menghitung nilai SDR digunakan rumus sebagai berikut : SDR = 0,41 Adas-0,3

= 0,41 (8800)-0,3 = 0,02

43

5.7. Sedimentasi potensial

Sedimentasi yang terjadi adalah, berikut contoh perhitungannya : Spot = A x SDR

= 14.904,77 x 0,02 = 400,63 ton/ha/tahun

Jadi besar laju sedimen elevasi 1500-1670 adalah 400,63 ton/ha/tahun Rekapitulasi perhitungan erosi dan sedimentasi dengan metode USLE dapat dilihat pada tabel 5.7 dibawah ini :

44

No Elavasi Panjang Lereng Slope LS CP Nilai Erodibilitas Nilai Erosivitas Erosi Luas SDR Sedimentasi

Rata-rata Lahan (K) (R)

1 1500 - 1670 1863,47 5,37 12,94 0,50 0,27 8510,10 14904,07 362,45

0,027

400,63

2 1400 - 1500 1045,22 9,57 9,78 0,25 0,27 8510,10 5698,22 429,70 153,17

3 1300 - 1400 734,58 13,61 12,97 0,48 0,27 8510,10 14230,41 578,47 382,52

4 1200 - 1300 1397,88 7,15 7,75 0,44 0,22 8510,10 6431,04 1272,48 172,87

5 1100 - 1200 1397,37 7,16 7,75 0,26 0,22 8510,10 3800,93 1696,63 102,17

6 1000 - 1100 1772,96 5,64 6,41 0,31 0,17 8510,10 2918,63 1337,61 78,45

7 900 - 1000 1232,93 8,11 8,57 0,28 0,17 8510,10 3514,92 563,05 94,48

8 800 - 900 1294,55 7,72 8,24 0,31 0,17 8510,10 3831,51 524,75 102,99

9 700 - 800 1833,10 5,46 6,24 0,23 0,17 8510,10 2102,02 508,21 56,50

10 600 - 700 2010,56 4,97 5,79 0,15 0,27 8510,10 1942,60 476,88 52,22

11 500 - 600 2806,49 3,56 4,44 0,15 0,27 8510,10 1502,95 527,22 40,40

12 417.5 - 500 2541,76 3,93 3,67 0,16 0,27 8510,10 1383,01 522,57 37,18

Total 62260,30144 8800,005 ton/ha/th 1673,59

Vol. sedimen potensial

ton/th 14727641,13 m3/ha/th 629,17

m3/th 5536707,19

45

Jadi erosi yang terjadi pada sub DAS Kali Pabelan sebesar 62.260,30 ton/ha/tahun, dengan besar laju angkutan sedimen sebesar 5.536.707,19 m3/tahun.

5.8. Kapasitas Sabo Dam

Kapasitas sabo dam pada sub DAS Kali Pabelan, sebagai berikut :

Tabel 5.8 Kapasitas Bangunan Sabo di sub DAS Kali Pabelan

No. Sungai Nama

Bangunan Sabo

Dead Storage

Control Volume

m3 m3

1 Apu AP-RD1A 49,140 73,710

2 Apu AP-D3 (Tlogolele) 15,276 80,802

3 Apu AP-D2 12,107 6,160

4 Apu AP-RD2 306,810 110,177

5 Apu AP-D4 2,000 3,000

6 Senowo SE-RD5 73,500 110,906

7 Senowo SE-RD6 69,898 195,763

8 Senowo SE-D2 (Kajangkoso) 99,700 49,850 9 Senowo SE-D3 (Kajangkoso) 178,491 89,482 10 Senowo SE-D1 (Grogol/Tutup) 83,304 41,941

11 Senowo SE-RD6A 48,555 143,266

12 Senowo SE-C2 (Mangunsuko) 24,798 12,487 13 Senowo SE-C1 (Talun) 10,627 5,313 14 Trising TR-D4 (Sengi) 24,905 65,301

15 Trising TR-RD1 62,539 94,382

16 Trising TR-RD2 67,600 127,075

17 Trising TR-C8 1,408 11,264

18 Trising TR-RD8 74,657 130,596

19 Trising TR-D0 (Sokoguwo) 63,113 31,556 20 Pabelan PA-D0 (Candi Pendem) 68,590 14,684 21 Pabelan PA-C1c (Candi Pendem) 2,116 65 22 Pabelan PA-C1b (Candi Pendem) 3,661 248 23 Pabelan PA-C1a (Candi Asu) 3,369 1,670

24 Pabelan

PA-C

Tabel 5.8 Lanjutan

25 Pabelan PA-C1 (Banyudono) 134,865 67,736 26 Pabelan PA-C2 (Banyudono) 40,011 20,102

27 Pabelan PA-RD2 98,983 124,411

28 Pabelan PA-RD4 84,392 114,532

29 Pabelan PA-RD5 61,682 149,569

30 Pabelan PA-D3 (Sengi) 58,156 29,295 31 Pabelan PA-D2 (Sengi/Wonogiri) 124,829 58,288 32 Pabelan PA-D1 (Kapuhan) 10,163 5,123

33 Pabelan PA-C3 36,506 18,356

34 Pabelan PA-C Pasekan

Total 2,015,250 1,996,811

(Sumber : Balai Sabo Yogyakarta)

Berikut adalah perhitungan volume sedimen yang melimpas pada bangunan sabo PA-C Pasekan, dengan kondisi kapasitas bangunan hulu diasumsikan dalam keadaan baik:

Vol. sedimen = Volume sedimen potensial – Kapasitas Sabo Dam = 5.536.707,19 – 4.012.061

= 1.524.646,47 m3

Berikut adalah gambar penampang bangunan sabo dam PA-C Pasekan :

47

Gambar 5.2 Penampang melintang sabo dam PA-C Pasekan

Jika dilihat dari gambar 5.1 dan 5.2 dapat diketahui bahwa sabo dam PA-C Pasekan memiliki dimensi :

a. Tinggi efektif sabo dam (H) = 12 m b. Lebar dasar sungai rata-rata (B) = 107 m

Dengan menggunakan data diatas maka kapasitas dari bangunan sabo dam PA-C Pasekan dapat dihitung dengan rumus :

a. Dead storage : Va = 1,5 (0,4 . i . H2 . B) m3 b. Control volume : Vb = 1,5 (0,67 . i . H2 . B) m3

Nilai i adalah kemiringan rata-rata sungai yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

i =

dengan :

H = Elevasi tertinggi sungai – Elevasi terendah sungai L = Panjang sungai (m)

Maka perhitungan nilai i sebagai berikut :

i =

=

= 0,063

= 6,3 %

Sehingga perhitungan kapasitas sabo dam menjadi : a. Dead storage : Va = 1,5 (0,67 . i . H2 . B)

= 1,5 (0,67 x 6,3 x 122 x 107) = 97.696,183 m3

b. Control volume : Vb = 1,5 (0,4 . i . H2 . B) = 1,5 (0,4 x 6,3 x 122 x 107) = 58.326,079 m3

c. Volume kapasitas = Dead storage + Control volume = 97.696,183 + 58.326,079 = 156.022,263 m3

Dari data yang ada, didapatkan hasil bahwa kapasitas total bangunan sabo dam yang berada pada sub DAS Kali Pabelan sebesar 4.012.061 m3, dan angkutan sedimen yang mengalir sebesar 5.536.707,19 m3/tahun. Maka volume limpasan angkutan sedimen yang mengalir ke bangunan sabo dam PA-C Pasekan adalah sebesar 1.524.646,47 m3. Dengan kapasitas bangunan sabo dam PA-C Pasekan sebesar 156.022,263 m3, maka bangunan sabo dam PA-C Pasekan dinilai tidak mampu untuk menampung angkutan sedimen yang terjadi. Hal ini disebabkan karena nilai angkutan sedimen lebih besar dibandingkan kapasitas total bangunan.

49

50

51

52

53

54

55

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dengan menggunakan metode USLE dan dengan bantuan ArcGIS 10.1 maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Laju erosi potensial di Sub-DAS Kali Pabelan dengan menggunakan perhitungan metode USLE adalah 62.260,30 ton/ha/tahun. Dan angkutan sedimen yang terjadi sebesar 5.536.707,19 m3/tahun.

2. Besar total kapasitas daya tampung total sabo dam di Sub-DAS Kali Pabelan sebesar 4.012.061 m3 dengan jumlah sabo dam sebanyak 34 buah.

3. Evaluasi dilakukan dengan cara mengasumsikan kondisi sabo dam hulu dalam keadaan baik. Ketika kondisi sabo dam bagian hulu baik, maka daya tampung total sabo dam di Sub-DAS Kali Pabelan sebesar 4.012.061 m3, dan limpasan sedimen yang mengalir ke bangunan sabo dam PA-C Pasekan adalah sebesar 1.524.646,47 m3. Dengan kapasitas bangunan sabo dam PA-C Pasekan sebesar 156.022,263 m3 , maka bangunan sabo dam tersebut dinilai tidak mampu untuk menampung angkutan sedimen yang terjadi. Hal ini dikarenakan nilai angkutan sedimen lebih besar dibandingkan kapasitas total bangunan.

6.2. Saran

1. Dalam usaha mitigasi bencana sedimen, maka angkutan sedimen perlu dikaji lebih lanjut, agar bencana lahar dingin dapat diminimalisir.

2. Melakukan perawatan dan pemeliharaan secara berkala pada bangunan sabo dam, agar kondisi sabo dam tetap baik. Kondisi sabo dam yang baik akan berdampak pada pengendalian aliran lahar dingin yang maksimal. 3. Konservasi lahan perlu dilakukan, hal ini berkaitan dengan tataguna lahan

xx Bogor Press, Bogor.

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Penerbit Gajah Mada University Press, Bulaksumur, Yogyakarta. Cetakan ke VI

Cahyono, Joko. 2000. Pengantar Teknologi Sabo.

Ikhsan, Jazaul. Dan Fahmi, Arizal A. 2015. Studi Pengaruh Banjir Lahar Dingin Terhadap Perubahan Karakteristik Material Dasar Sungai. Jurnal, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta.

Junaidi, Aprisal. 2010. Prediksi Erosi dan Sedimentasi Pada Berbagai Penggunaan Lahan di sub DAS Danau Limau Manis pada DAS Kuranji Kota Padang. Jurnal, Ilmu Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Andalas, Padang.

Marseli, Yusti. 2015. Analisis Laju Erosi Pada Daerah Tangkapan Waduk Sermo Menggunakan Metode USLE. Tugas Akhir, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta.

Muchlis, Hendra. 2013. Kajian Sedimentasi Rencana Bangunan Penahan Sedimen Sungai Kapur Kecil. Jurnal. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau, Riau

Rahman, Abdul. 2008. Prediksi Erosi dengan Menggunakan Metode USLE dan Sistem Informasi Geografis (SIG) Berbasis Pixel di Daerah Tangkapan Air Danau Buyan. Universitas Udayana, Denpasar.

Setyadi, Hartomo. 2012. Analisis Kemampuan Bangunan Sabo Dalam Mengendalikan Sedimen di Sungai Pabelan. Tugas Akhir, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta.

1

NASKAH PUBLIKASI

EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI BENCANA SEDIMEN MERAPI

(Studi Kasus PA-C Pasekan, Kali Pabelan)

ABSTRAK

Gunung Merapi merupakan salah satu gunung teraktif di dunia, dan bencana Merapi merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi di Indonesia. Salah satu dampak letusan gunung berapi yaitu banjir lahar dingin. Banjir lahar dingin disebabkan oleh adanya curah hujan yang tinggi, yang kemudian membawa endapan material yang tersimpan pada lereng gunung. Salah satu upaya untuk menanggulangi aliran lahar dingin yaitu dengan membangun sabo dam. Sabo dam merupakan bangunan pengendali sedimen yang dibangun untuk mengendalikan dan mengurangi dampak kerusakan akibat lahar dingin.

Untuk memprediksi angkutan sedimen digunakan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Metode USLE mempertimbangkan penggunaan tanah di daerah penelitian, sehingga metode ini dapat diandalkan sebagai analisis dari jumlah sedimentasi Parameter yang digunakan dalam metode USLE diantaranya adalah curah hujan, kemiringan lahan, tataguna lahan, dan jenis tanah. Dalam melakukan analisis data menggunakan bantuan aplikasi ArcGIS 10.1.

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa : (1) Angkutan sedimen yang terjadi pada sub DAS Kali Pabelan sebesar 5.536.707,19 m3/tahun (2) Total kapasitas sabo dam di Sub-DAS Kali Pabelan sebesar 4.012.061 m3 (3) Bila sabo dam hulu diasumsikan dalam keadaan baik, maka kapasitas total sabo dam di Kali Pabelan tidak cukup untuk menerima angkutan sedimen. Dengan kapasitas daya tampung sebesar 156.022,263 m3 , maka bangunan sabo dam PA-C Pasekan dinilai tidak mampu untuk menerima angkutan sedimen dari hulu.

Kata kunci : Sedimentasi , Banjir Lahar Dingin, Sabo Dam, USLE, ArcGIS, Kapasitas Sabo Dam

20120110326 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Dosen Pembimbing 1 Dosen Pembimbing 2

2

A. Latar Belakang Masalah

Indonesia memiliki 130 gunung berapi dan 34 diantaranya terletak di pulau Jawa. Gunung Merapi merupakan salah satu gunung teraktif di dunia, dan bencana Merapi merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi di Indonesia. Bahaya yang diakibatkan oleh letusan gunung berapi ada dua macam yaitu bahaya primer dan bahaya sekunder. Bahaya primer adalah bahaya yang langsung dihadapi, berupa lahar panas, awan panas dan bahan-bahan lepas yang berjatuhan (lapili, pasir dan abu vulkanik). Bahaya sekunder yaitu dampak tidak langsung dari letusan gunung berapi, seperti halnya banjir lahar dingin.

Sedimentasi dari letusan gunung berapi merupakan hal serius yang perlu diperhatikan, karena hal ini dapat menimbulkan daya rusak yang cukup tinggi. Sedimentasi erat kaitanya dengan proses erosi.

Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk memprediksi erosi, salah satunya adalah metode USLE. Metode USLE mempertimbangkan penggunaan tanah di daerah penelitian, sehingga metode ini dapat diandalkan sebagai analisis dari jumlah sedimentasi. Metode USLE pengolahan datanya cukup

bantu program komputer (software).

Banyak upaya - upaya yang telah dilakukan oleh pemerintah untuk menanggulangi aliran lahar dingin, salah satunya adalah dengan membangun sabo dam. Sabo dam merupakan bangunan pengendali sedimen yang dibangun untuk mengendalikan dan mengurangi dampak kerusakan akibat lahar dingin.

B. Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang akan dikaji dalam upaya evaluasi kapasitas Sabo Dam Kali Pabelan adalah sebagai berikut :

1. Berapa estimasi volume angkutan sedimen yang terjadi Sub DAS Kali Pabelan?

2. Berapa jumlah dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan? 3. Bagaimana kinerja kapasitas bangunan

Sabo Dam PA-C Pasekan?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari analisis ini adalah :

1. Mengetahui estimasi volume angkutan sedimen yang terjadi di Sub DAS Kali Pabelan dengan menggunakan data curah hujan maksimum harian pada tahun 2013.

3

2. Mengetahui jumlah dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan.

3. Mengevaluasi kinerja kapasitas bangunan sabo dam PA-C Pasekan ketika bangunan sabo dam bagian hulu diasumsikan sesuai kapasitas rencana.

D. Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan : 1. Didapatkannya informasi tentang

volume angkutan sedimen dan kapasitas sabo dam yang berada di Sub DAS Kali Pabelan, sehingga dapat diketahui apakah kapasitas sabo dam tersebut sudah sesuai dengan angkutan sedimen yang terjadi.

2. Dari analisis ini diharapkan dapat memberikan masukan atau referensi dalam mengevaluasi kapasitas sabo dam dan angkutan sedimen di Kali Pabelan bagi peneliti-peneliti lainnya.

TINJAUAN PUSTAKA

Marseli (2015) dalam tugas akhirnya

yang berjudul “Analisis Laju Erosi pada

Daerah Tangkapan Waduk Sermo

Menggunakan Metode USLE” mengatakan

bahwa metode USLE (Universal Soil Loss Equation) merupakan suatu metode yang umum digunakan untuk memprediksi kehilangan tanah yang disebabkan oleh erosi. Proses peningkatan erosi disebabkan

oleh pengaruh manusia seperti pemanfaatan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya dan pengelolaan lahan yang tidak didasari tindakan konservasi tanah. Dalam analisis data Yusti Marseli menggunakan bantuan program ArcGIS 10.1.

Setyadi (2009) dalam tugas akhirnya

yang berjudul “Analisis Kemampuan

Bangunan Sabo Dam dalam Megendalikan

Sedimen di Sungai Pabelan” mengatakan

pasca erupsi gunung Merapi 2010 terjadi sedimentasi di Sungai Apu dengan jumlah volume sedimen 5,5 juta m3, dan Sungai Trising sebesar 5,0 juta m3 (Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian, 2012). Sungai Pabelan merupakan pertemuan kedua sungai dengan luas DAS Sungai Apu adalah 8 km2 dan luas DAS Sungai Trising adalah 10 km2. Proses erosi dan sedimentasi merupakan fenomena yang sangat kompleks, dimana sangat dipengaruhi oleh kondisi aliran, material sedimen serta kondisi sungai itu sendiri. Kemudian Setyadi mengkaji mengenai estimasi volume angkutan sedimen yang melimpas pada bangunan pelimpah sabo dam PA-C Tlatar pada tahun 2012. Analisis dilakukan supaya hal-hal yang tidak diinginkan dapat diketahui dan dapat diatasi.

A. Curah hujan wilayah

Menurut Triatmodjo (2010) stasiun penakar hujan hanya memberikan kedalaman hujan di titik di mana stasiun tersebut berada, sehingga hujan pada suatu luasan harus diperkirakan dari titik pengamatan tersebut. Salah satu metode dalam analisis hidrologi untuk menentukan hujan rerata yaitu metode Poligon thiesen.

Metode polygon thiesen memperhitungkan luas daerah yang mewakili dari stasiun-stasiun hujan yang bersangkutan, untuk digunakan sebagai faktor bobot dalam perhitungan curah hujan rata-rata. Jika dirumuskan dalam suatu persamaan adalah sebagai berikut :

dengan :

R : Curah hujan rata-rata (mm)

R1,…,Rn : Besarnya curah hujan

pada masing-masing stasiun

A1,…,An : Luas daerah yang

mewakili masing-masing stasiun

n : Banyaknya stasiun hujan

Gambar 1 : Metode Polygon Thiesen B. Faktor erosivitas hujan (R)

Erosivitas merupakan sifat hujan, hujan dengan intensitas rendah jarang menyebabkan erosi, tetapi hujan yang lebat dengan periode yang pendek atau panjang dapat menyebabkan adanya limpasan permukaan yang besar dan kehilangan tanah.

Dalam metode USLE, prakiraan besarnya erosi dalam kurun waktu per tahun (tahunan) dan demikian angka rata rata faktor R dihitung dari rata curah hujan tahunan sebanyak mungkin dengan menggunakan persamaan :

EI = 6,21(RAIN)1,21(DAYS)-0,47 (MAXP)0,53

dengan :

EI : Erosivitas hujan rata rata tahunan RAIN : Curah hujan rata rata tahunan (cm)

DAYS : Jumlah hari hujan rata-rata pertahun (hari)

MAXP : Curah hujan max rata-rata dalam 24 jam perbulan

Foto Lokasi Penelitian (Sabo Dam PA-C Pasekan)

Tampak Bagian Hulu Sabo Dam

Gambar Bagian Apron

Tabel Nilai Erodibilitas Tanah

Tipe Tanah Soil Types K

Factor

Aluvial Kelabu Grey Alluvial Soils 0.315

Aluvial Coklat Kekelabuan Greyish brown Alluvial Soils 0.193 Aluvial Coklat Kelabu Grey brown Alluvial Soils 0.315 Aluvial Coklat Tua Kekelabuan Greyish Dark Brown Alluvial Soil 0.193 Aluvial Hidromorf Hydromorphic Alluvial Soils 0.156 Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat

Kekelabuan

Association of Grey Alluvial and

Greyish brown Alluvial Soils 0.193

Aluvial Kelabu Kekuningan Yellowish Grey Alluvial Soils 0.193 Aluvial Kelabu Tua Dark Grey Alluvial Soils 0.259

Andosol Coklat Brown Andosols 0.278

Andosol Coklat dan Latosol Coklat Kemerahan

Association of Brown Andosols

and Redish Brown Latosols 0.271

Andosol Coklat Kekuningan Yellowish Brown Andosols 0.223 Andosol Coklat, Andosol Coklat

Kekuningan, Litosol

Association of Brown Andosols , Yellowish Brown Andosols, and

Litosol 0.271

Asoiasi Andosol Kelabu dan Regosol Kelabu

Association of Gey Andosols and

Grey Regosols 0.271

Asosiasi Aluvial Coklat Kelabu dan Aluvial Coklat

Association of Grey Brown

Alluvial and Brown Soils 0.193

Asosiasi Aluvial Kelabu dan Coklat Kekelabuan

Association of Grey Alluvial and

Greyishh Brown Alluvial Soils 0.193

Asosiasi Andosol Coklat dan Glei

Humus Association of Brown Andools 0.202

Asosiasi Andosol Coklat dan Regosol Coklat

Association of Brown Andosols

and Brown Regosols 0.271

Asosiasi Glei Humus dan Aluvial Kelabu

Association of Humic Gleysols and

Grey Aluvial soils 0.205

Asosiasi Glei Humus Rendah dan Aluvial Kelabu

Association of Low Humic

Gleysols and Grey Aluvial soils 0.202

Asosiasi Hidromorf Kelabu dan Planosol Coklat Kekelabuan

Association of Grey Hydromorphic Soils and Greyish Brown

Planosols 0.301

Asosiasi Latosol Coklat dan Latosol Coklat Kekuningan

Association of Brown Latosols and

Asosiasi Latosol Coklat dan Regosol Kelabu

Association of Brown Latosols

and Grey Regosols 0.186

Asosiasi Latosol Coklat

Kemerahan dan Latosol Coklat

Association of Reddish Brown

Latosols and Brown Latosols 0.067

Asosiasi Latosol Merah, Latosol Coklat Kemerahan dan Litosol

Association of Red Latosols, Reddish Brown Latosols and

Litosols 0.062

Asosiasi Litosol dan Grumusol Kelabu Tua

Association of Litosols and Dark

Grey Grumusols 0.251

Asosiasi Litosol dan Latosol Coklat

Kemerahan

Association of Litosols and

Reddish Brown Latosols

0.251 Asosiasi Litosol dan Mediteran

Coklat

Association of Litosols and Brown

Mediterranean Soils 0.251

Asosiasi Litosol dan Mediteran Coklat

Kemerahan

Association of Litosols and

Reddish Brown Mediterranean

Soils 0.251

Asosiasi Litosol dan Mediteran Merah

Association of Litosols and Red

Mediterranean 0.251

Asosiasi Mediteran Coklat dan Litosol

Association of Brown

Mediterranean Soils and Litosol 0.273

Asosiasi Mediteran Coklat dan Regosol

Association of Brown

Mediterranean Soils and Regosol 0.273

Asosiasi Non Calcic Brown Mediteran dan Regosol

Association of Non Calcic Brown

Mediterranean Soils and Regosols 0.241

Asosiasi Podsolik Kuning dan Hidromorf Kelabu

Association of Yellow Podzolic

and Grey Hydromorphic Soils 0.249

Asosiasi Podsolik Kuning dan Regosol

Association of Yellow Podzolic and

Regosols 0.158

Brown Forest Soil Brown Forest Soil 0.138

Grumusol Coklat Kekelabuan dan Kelabu Kekuningan

Association of Greyish Brown and

Yellowish Grey Grumusols 0.176

Grumusol Hitam Black Grumusols 0.187

Grumusol Kelabu Grey Grumusols 0.176

Grumusol Kelabu Tua Dark Grey Grumusols 0.187

Hidromorf Kelabu dan Planosol Coklat Kekelabuan

Association of Grey Hydromorphic

Soils and Yellowish Brown

Planosols 0.301

Kompleks Andosol Coklat/ Coklat Kekuningan, Litosol

Complex of Yellowish Brown

Kompleks Andosol Kelabu Tua dan

Litosol

Complex of Dark Grey Andosols and

Litosols 0.271

Kompleks Brown Forest Soil, Litosol Mediteran

Complex of Brown Forest Soil

Litosols and Mediterranean Soils 0.157

Kompleks Grumusol Kelabu dan Litosol

Complex of Grey Grumosols and

Litosols 0.187

Kompleks Grumusol, Regosol dan Mediteran

Complex of Grumusols, Regosols

and Mediterranean Soils 0.201

Kompleks Lateritik Merah Kekuningan dan Podsolik Merah

Complex of Yellowish Red

Lateritic Soils and Red Podzolic

Soils 0.175

Kompleks Latosol Coklat Kemerahan dan Litosol

Complex of Reddish Brown

Latosols and Litosols 0.075

Kompleks Latosol Merah dan Latosol Coklat Kemerahan

Complex of Red Latosols and

Reddish Brown Latosols 0.061

Kompleks Latosol Merah Kekuningan, Latosol Coklat

Complex of Yellowish Red

Latosols and Brown Latosols 0.064

Kompleks Litosol, Mediteran dan Renzina

Complex of Litosols,

Mediterranean Soils and 0.251

Kompleks Mediteran Coklat dan Litosol

Complex of Brown Mediterranean

Soils and Litosols 0.273

Kompleks Mediteran Coklat Kemerahan dan Litosol

Complex of Reddish Brown

Mediterranean Soils and Litosols 0.188

Kompleks Mediteran Merah dan Litosol

Complex of Red Mediterranean Soils

0.188 and Litosols

Kompleks Mediteran, Grumusol, Regosol dan Litosol

Complex of Mediterranean Soils,

Grumusols, Regosols and Litosols 0.188

Kompleks Podsolik Merah Kekuningan, Podsolik Kuning

Complex of Yellowish Red

Podzolic Soils and Yellow Podzolic 0.175

Kompleks Regosol dan Litosol Complex of Regosols and Litosols 0.302 Kompleks Regosol Kelabu dan

Grumusol Kelabu Tua

Complex of Grey Regosols and

Dark Grey Grumusols 0.302

Kompleks Regosol Kelabu dan Litosol

Complex of Grey Regosols and Litosols

0.172 Kompleks Resina, Litosol

Batukapur dan Brown Fores

Complex of Renzina Soils, Calcic

Litosols and Brown Forest Soils 0.157

Latosol Coklat dan Regosol Kelabu

Association of Brown Latosols

and Grey Regosols 0.186

Latosol Coklat Kemerahan Association of Reddish Brown Latosols

0.121 Latosol Coklat Kemerahan dan

Latosol Coklat

Association of Reddish Brown

Latosols and Brown Latosols 0.186

Latosol Coklat Tua Kemerahan Reddish Dark Brown Latosols 0.058

Latosol Merah Red Latosols 0.075

Latosol Merah Kekuningan Yellowish Red Latosols 0.054

Litosol Litosols 0.191

Mediteran Coklat Brown Mediterranean Soils 0.323 Mediteran Coklat Kemerahan Reddish Brown Mediterranean

Soils

0.323

Mediteran Coklat Kemerahan dan Grumusol Kelabu

Association of Reddish Brown Mediterranean Soils and Grey

Gumusols 0.273

Mediteran Coklat Kemerahan Litosol

Association of Reddish Brown

Mediterranean Soils and Litosols 0.273

Mediteran Merah Tua dan Regosol

Association of Dark Red Brown

Mediterranean Soils and Regosols 0.188

Organosol Organic Soils 0.301

Organosol Eutrop Eutrofic Organic Soils 0.301

Planosol Coklat Kekelabuan Greyish Brown Planosols 0.251

Podsolik Kuning Yellow Podzolic Soils 0.107

Podsolik Merah Red Podzolic Soils 0.158

Podsolik Merah Kekuningan Yellowish Red Podzolic Soils 0.166

Regosol Coklat Brown Regosols 0.346

Regosol Coklat Kekelabuan Greyish Brown Regosols 0.271 Regosol Coklat Kekuningan Yellowish Brown Regosols 0.331

Regosol Kelabu Brown Regosols 0.304

Regosol Kelabu Kekuningan Yellowish Grey Regosols 0.301 (Sumber : Puslitbang Pengairan Bogor, 1985)