dihasilkan dari proses erosi di catchment area daerah tangkapan air pada suatu tempat dan waktu tertentu. Konsentrasi sedimen dalam suatu sungai menentukan
kualitas fisik perairan. Kandungan sedimen diukur dari sedimen terlarut dalam air sungai suspended sediment. Ada 2 elemen terkandung dalam muatan sedimen
total, yaitu; 1 sedimen di dasar bedload; dan 2 sedimen melayang suspended sediment.
Dengan mengasumsikan konsentrasi sedimen di semua bagian penampang melintang sama, maka Asdak 2002 menyatakan :
Dimana Qs = debit sedimen tonhari; C = konsentrasi sedimen; dan Q = debit sungai m
3
det.
2.4 Model Hidrologi SWAT Soil and Water Assessment Tool
SWAT adalah model berskala DAS yang dikembangkan oleh Dr. Jeff Arnold pada awal tahun 90-an untuk Agricultural Research Service ARS dari
USDA. Model tersebut dikembangkan untuk memprediksi dampak dari manajemen lahan terhadap air, sedimentasi serta jumlah bahan kimia yang berasal
dari pertanian dan untuk area DAS yang kompleks dengan variasi jenis tanahnya, penggunaan lahan dan kondisi manajemen pengelolaan.
SWAT merupakan hasil gabungan dari beberapa model yaitu Simulator for Water Resources in Rural Basin SWWRRB, Chemical, Runoff and Erosion from
Agricultural Management System CREAMS, Groundwater Loading effect an Agricultural Management System GREAMS, dan Erosion Productivity Impact
Calculator EPIC, Neitsch et al., 2002a. Model SWAT dikembangkan untuk mengetahui pengaruh dari manajemen lahan terhadap siklus hidrologi serta
sedimen yang ditimbulkan dan daur dari bahan kimia pertanian yang diperoleh berdasarkan data jangka waktu tertentu. Simulasi dari beberapa proses fisik yang
berbeda pada DAS dapat dimungkinkan dengan menggunakan SWAT. Neraca air di dalam SWAT adalah fenomena paling utama yang dijadikan dasar dari setiap
kejadian dari suatu DAS. Siklus hidrologi yang dijalankan oleh SWAT dibagi menjadi dua bagian, yaitu pertama adalah fase lahan yang mengatur jumlah air,
sedimen, unsur hara serta pestisida untuk mengisi saluran utama pada masing-
masing sub-basin dan kedua adalah fase air yang berupa pergerakan air, sedimen dan yang lainnya melalui jaringan-jaringan sungai pada DAS menuju outlet.
1. Siklus Hidrologi Dalam proses simulasinya, MWSWAT membagi beberapa sub-DAS
berdasarkan penggunaan lahan dan karakteristik lainnya yang memiliki kesamaan dalam mempengaruhi siklus hidrologi. Ada beberapa kategori pengelompokan
informasi setiap sub-DAS, yaitu; 1 Hydrologic Response Unit HRU yang merupakan Unit Respon Hidrologi, 2 genangan, 3 iklim, 4 air bawah tanah,
dan 5 reach saluran utama. HRU merupakan kelompok lahan di suatu kawasan sub-DAS yang memiliki
elemen kombinasi tanaman penutup, karakteristik tanah dan faktor pengelolaan yang khas. Skema siklus hidrologi di dalam MWSWAT dijelaskan pada Gambar 2
direvisi dari Neitsch et al, 2002a.
Gambar 2. Skema siklus hidrologi dalam model MWSWAT Persamaan keseimbangan neraca air yang digunakan dalam SWAT adalah sebagai
berikut:
Dimana SW
t
= kandungan akhir air tanah mm H
2
O; SW = kandungan air tanah
awal pada hari ke-I mm H
2
O; R
day
= jumlah presipitasi pada hari ke-i mm H
2
O; Q
surf
= jumlah surface runoff pada hari ke-i mm H
2
O; E
a
= jumlah evapotranspirasi pada hari ke-i mm H
2
O; W
seep
= jumlah air yang memasuki vadose zone pada profil tanah hari ke-i mm H
2
O; dan Q
gw
= jumlah air yang kembali pada hari ke-i mm H
2
O. MWSWAT memberikan dua metode untuk menduga aliran permukaan
surface run off yaitu dengan metoda SCS curve number CN dan metode infiltrasi Green and Ampt. MWSWAT mensimulasikan volume aliran permukaan
dan puncaknya pada setiap HRU. Pada metoda SCS curve number aliran permukaan Q
surf
dihitung dengan :
Dimana R
day
= banyaknya hujan mmhari; dan S = parameter retensi mm Parameter retensi S dihitung berdasarkan nilai CN dengan persamaan :
SCS curve number adalah fungsi dari permeabilitas tanah, penggunaan lahan dan kondisi bagian air tanah.
2. Erosi dan Sedimentasi Erosi dan hasil sedimentasi dihitung untuk setiap HRU dengan
menggunakan model MUSLE. Persamaan MUSLE secara matematis dituliskan sebagai:
Dimana sed = beban sedimentasi metric tons; Q
surf
= volume aliran permukaan mm H
2
Oha; q
peak
= tingkat runoff puncak m
3
s; area
HRU
= luas area dari HRU ha; K
USLE
= faktor erodibilitas tanah USLE 0.013 metric ton m
2
hrm
3
- metric ton cm; C
USLE
= faktor penutupan dan manajemen USLE; P
USLE
= faktor konservasi lahan USLE; LS
USLE
= faktor topografi USLE; dan CFRG = faktor coarse fragment.
Untuk tujuan membandingkan dugaan hasil perhitungan beban sedimentasi, di dalam model MWSWAT disertakan print-out hasil pendugaan dengan
menggunakan persamaan USLE. Nilai-nilai yang terlibat dalam perhitungan menggunakan persamaan USLE tidak digunakan oleh model, hanya sebatas
keperluan komparasi. Persamaan USLE secara matematis dituliskan sebagai:
Dimana EI
USLE
= indeks rainfall erosion 0.017 m – metric ton cmm
3
– metric ton cm.
Terdapat beberapa variabel input yang berhubungan langsung dengan pendugaan beban erosi dan sedimentasi pada model MW SWAT, yang dijelaskan
pada Tabel 3. Tabel 3. Variabel input MWSWAT yang berhubungan dengan beban sedimentasi
Nama Variabel Definisi
File Input
USLE_K K
USLE
: faktor erodibilitas tanah USLE 0.013 metric ton m
2
hrm
3
-metric ton cm .sol
USLE_C :
nilai minimum
untuk faktor
penutupan dan manajemen pada penutupan lahan crop.dat
USLE_P P
USLE
: faktor konservasi lahan USLE .mgt
SLSUBBSN L
hill
: panjang lereng m .hru
HRU_SLP slp: kemiringan rata-rata DAS atau mm
.hru ROCK
rock: persen batuan pada lapisan tanah ke-i .sol
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu
