EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI BENCANA SEDIMEN MERAPI (Studi Kasus : Sabo Dam PU-C Seloiring, Kali Putih, Merapi)

TUGAS AKHIR
EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI BENCANA
SEDIMEN MERAPI
(Studi Kasus : Sabo Dam PU-C Seloiring, Kali Putih, Merapi)

Disusun oleh :
SENA ANDI SATRIA
NIM: 20120110289

JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2016

TUGAS AKHIR
EVALUASI KAPASITAS SABO DAM DALAM USAHA MITIGASI
BENCANA SEDIMEN MERAPI
(Studi Kasus : Sabo Dam PU-C Seloiring, Kali Putih, Merapi)
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai
Jenjang Strata-1 (S1), Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh :
SENA ANDI SATRIA
NIM: 20120110289

JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2016

KATA PENGANTAR


Segala puja puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah Ta’ala. Tidak lupa
sholawat dan salam semoga senantiasa dilimpahkan kepada Nabi besar Muhammad
“hallahu’alaihi wa salla

beserta keluarga dan para sahabat. Setiap kemudahan dan

kesabaran yang telah diberikan-Nya kepada saya akhirnya saya selaku penyusun dapat
menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul Evaluasi Kapasitas Sabo Dam Dalam Usaha
Mitigasi Bencana Sedimen Merapi sebagai salah satu syarat u tuk

e dapatkan gelar

sarjana S-1 Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Dalam menyusun dan menyelesaikan Tugas Akhir ini, penyusun sangat
membutuhkan kerjasama, bantuan, bimbingan, pengarahan, petunjuk dan saran-saran
dari berbagai pihak, terima kasih penyusun haturkan kepada :

1. Bapak Jazaul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dan selaku dosen pembimbing I.
Yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan serta petunjuk dan koreksi
yang sangat berharga bagi tugas akhir ini.
2. Ibu Ir. Hj. Anita Widianti, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
3. Bapak Puji Harsanto, S.T., M.T., Ph.D. Selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

4. Bapak Burhan Barid, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II. Yang telah
memberikan pengarahan dan bimbingan serta petunjuk dan koreksi yang
sangat berharga bagi tugas akhir ini.
5. Bapak Nursetiawan, S.T., M.T., Ph.D sebagai dosen penguji. Terima kasih
atas masukan, saran dan koreksi terhadap Tugas Akhir ini.

6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta.
7. Kedua orang tua saya tercinta, Bapak dan Ibu, serta segenap keluarga besarku.
8. Para staf dan karyawan Fakultas Teknik yang banyak membantu dalam
administrasi akademis.
9. Rekan-rekan seperjuangan Angkatan 2012, terima kasih atas bantuan dan
kerjasamanya, kalian luar biasa.

Demikian semua yang disebut di muka yang telah banyak turut andil
dalam kontribusi dan dorongan guna kelancaran penyusunan tugas akhir ini,
semoga menjadikan amal baik dan mendapat balasan dari Allah Ta’ala. Meskipun
demikian dengan segala kerendahan hati penyusun memohon maaf bila terdapat
kekurangan dalam Tugas Akhir ini, walaupun telah diusahakan bentuk
penyusunan dan penulisan sebaik mungkin.

Akhirnya hanya kepada Allah Ta’ala jugalah kami serahkan segalanya,
sebagai manusia biasa penyusun menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih
jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu dengan lapang dada dan keterbukaan
akan penyusun terima segala saran dan kritik yang membangun demi baiknya
penyusunan ini, sehingga sang Rahim masih berkenan mengulurkan petunjuk dan
bimbingan-Nya.
Amin.
Yogyakarta, September 2016

Penyusun

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini dipersembahkan kepada :

Orang tua saya Ambar Herawati yang tidak ada berhentinya memberikan
dukungan serta do’a dalam menyelesaikan kuliah dan tugas akhir ini.
Kakak-kakak saya Meirvan Andi Prima dan Yuca Ardi Prakasa serta
adik saya Priastika Ardini Putri yang juga memberikan dukungan dan do’a
yang tiada hentinya. Dan untuk kedua keponakan saya Julisabelle Vanaya

Jasmine dan Jeanne Azlea Prakasa yang sudah menjadi penyemangat
dalam memngerjakan tugas akhir ini.
Dosen pembimbing Jazaul Ikhsan, S.T.,M.T.,Ph.D, Burhan Barid
S.T.,M.T , dan Nursetiawan S.T.,M.T.,Ph.D. yang sudah memberikan
pelajaran, masukan, dan telah membimbing saya dalam menyelesaikan tugas
akhir ini.
Semua teman-teman yang telah menemani, membantu dan memberikan
semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Purwa Adilaras Parasdya
yang sudah memjadi rekan tugas akhir ini.

MOTTO

“ Try not to become a man of success, but rather try to become a man of value”
–Albert Einstein-

DAFTAR ISI

Halaman Judul ........................................................................................................... i
Lembar Pengesahan ................................................................................................... ii
Halaman Motto dan Persembahan ............................................................................. iii

Intisari ........................................................................................................................ v
Kata Pengantar ........................................................................................................... vi
Daftar Isi .................................................................................................................... viii
Daftar Gambar ........................................................................................................... x
Daftar Tabel ............................................................................................................... xi
Daftar Lampiran .......................................................................................................... xii

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................................ 1
B. Rumusan Masalah ...................................................................... 2
C. Maksud dan Tujuan Penelitian ................................................... 3
D. Manfaat Penelitian .................................................................... 3
E. Batasan Masalah ......................................................................... 3
F. Keaslian Penelitian ..................................................................... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 7
BAB III LANDASAN TEORI

A. Analisis Hidrologi ...................................................................... 14
B. Erosi ........................................................................................... 16
C. Sedimen ...................................................................................... 24
BAB IV METODE PENELITIAN

A. Lokasi Penelitian......................................................................... 30
B. Bagan Alir .................................................................................. 31
C. Pengumpulan Data ..................................................................... 32
D. Analisis Data dan Tahap Penelitian ........................................... 33
BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Analasis Hidrologi ...................................................................... 45
B. Analisis Erosi ............................................................................. 46

C. Analisis Sedimen ........................................................................ 51
D. Kapasitas Sabo Dam .................................................................. 54
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ........................................................................................... 56

B. Saran ..................................................................................................... 56
Lampiran
Daftar Pustaka

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1

Peta Lokasi Penelitian .............................................................................. 4

Gambar 1.2

Sub-DAS Kali Putih................................................................................. 5

Gambar 2.1

Bagan Alir Proses Terjadinya Bencana Sedimen .................................... 8

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

Potongan Melintang Sabo Dam.............................................................. 11

Gambar 3.1

Metode Poligon Thiessen....................................................................... 15

Gambar 3.2

Metode Isohyet ...................................................................................... 16

Gambar 4.1

Peta Lokasi Penelitian ............................................................................ 30

Gambar 4.2

Bagan Alir Penelitian ............................................................................ 31

Gambar 4.3

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

Gambar 4.3

Lanjutan ................................................................................................. 34

Gambar 4.5

Peta Lokasi Stasiun Hujan ..................................................................... 37

Gambar 4.5

Peta Kontur Sub-DAS Kali Putih ......................................................... 38

Gambar 4.6

Peta Kemiringan Lahan Sub-DAS Kali Putih ....................................... 39

Gambar 4.7

Peta Landuse Sub-Das Kali Putih ......................................................... 40

Gambar 4.8

Peta Jenis Tanah Sub-Das Kali Putih..................................................... 41

Gambar 4.9

Peta Lokasi Sabo dam Sub-DAS Kali Putih .......................................... 42

Gambar 4.10

Potongan Melintang Sabo dam PU-C Seloiring ..................................... 44

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Faktor Erodibilitas Tanah (K) ........................................................................ 20
Tabel 3.2 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP) ............................... 24
Tabel 4.1 Kapasitas Sabo Dam Di Sub-DAS Kali Putih ............................................... 43
Tabel 4.1 Lanjutan ......................................................................................................... 44
Tabel 5.1 Rata-rata Curah Hujan Bulanan ..................................................................... 45
Tabel 5.2

Perhitungan Nilai Energi Kinetik ................................................................. 46

Tabel 5.3

Faktor Erodibilitas Tanah .............................................................................. 47

Tabel 5.4

Perhitungan Nilai Faktor Ls .......................................................................... 48

Tabel 5.5

Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP) .............................. 49

Tabel 5.6

Tataguna Lahan Pada Daerah Penelitian Sub-DAS Kali Putih ..................... 49

Tabel 5.6

Lanjutan ......................................................................................................... 50

Tabel 5.7

Rekapitulasi Hasil Perhitungan Erosi dan Sedimen ...................................... 53

Tabel 5.8

Kapasitas Bangunan Sabo Dam Di Sub-DAS Kali Putih .............................. 54

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN I NASKAH PUBLIKASI
LAMPIRAN II DATA CURAH HUJAN
LAMPIRAN III DATA SABO DAM KALI PUTIH
LAMPIRAN IV SHOP DRAWING PU-C SELOIRING
LAMPIRAN V FOTO LOKASI
LAMPIRAN VI TABEL INDEKS ERODIBILITAS TANAH

INTISARI

Gunung Merapi merupakan salah satu gunung teraktif di dunia, dan bencana
Merapi merupakan salah satu permasalahan yang sering terjadi di Indonesia.
Bencana sedimen merupakan salah satu bencana yang sering terjadi di daerah
gunung berapi. Sedimentasi dari letusan gunung berapi merupakan hal serius yang
perlu diperhatikan, karena hal ini dapat menimbulkan daya rusak yang cukup
tinggi. Sabo dam merupakan bangunan pengendali sedimen yang dibangun untuk
mengendalikan dan mengurangi dampak kerusakan akibat lahar dingin. Sabo dam
juga berfungsi untuk menampung sedimen dalam kapasitas tertentu. PU-C
Seloiring merupakan sabo dam yang dibangun pada tahun 2015 di Kali Putih,
Merapi. Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui laju erosi potensial dengan
menggunakan metode USLE, mengetahui besar volume sedimen dan kemampuan
bangunan sabo dam PU-C Seloiring dalam menampung sedimen.
Data-data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder yang
diperoleh dari instansi-instansi terkait. Analisis data menggunakan rumus-rumus
empiris dengan metode USLE dan program ArcGIS. Hasil analisis data
menggunakan program ArcGIS merupakan peta-peta dan nilai faktor-faktor yang
dibutuhkan dalam menganalisis volume sedimen.
Hasil penilitian ini menunjukan bahwa (1) 1. Laju erosi potensial di SubDAS Kali Putih dengan menggunakan perhitungan metode USLE adalah
104.935,97 ton/ha/tahun,(2) Besar volume sedimen potensial di Sub-DAS Kali
Putih sebesar 2.823.875,218 m3/tahun (3) Sabo dam PU-C Seloiring mampu
menampung 3,2 % sedimen per tahun.

.

Kata Kunci : Erosi, Sedimen, USLE, Kali Putih, Sabo Dam

v

BAB I
PENDAHULUAN

A.

Latar Belakang
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, disebabkan karena bahan material yang keluar pada waktu
terjadi letusan. Bahaya tersebut berupa lahar panas, awan panas dan bahan-bahan
lepas yang berjatuhan, berupa lapili, pasir dan abu. Bahaya sekunder yaitu
dampak tidak langsung dari letusan gunung berapi, seperti banjir lahar dingin.

Bencana sedimen merupakan salah satu bencana yang sering terjadi di
daerah gunung berapi, pada dasarnya kawasan rawan bencana sedimen umumnya
memiliki kesuburan yang tinggi dan mudah mendapatkan mata pencaharian
seperti kawasan sepanjang bantaran sungai, daerah pegunungan, pantai, lembah
dan lereng gunungapi, sehingga senantiasa menggoda manusia secara turum
temurun untuk berdomisili pada kawasan tersebut sekalipun mereka menyadari
bahwa daerah tersebut rawan bencana.

Perkembangan penduduk yang lajunya sangat cepat menyebabkan lahanlahan rawan berubah menjadi tempat tinggal dan lahan usaha, menjadikan resiko
bencana semakin bertambah besar. Salah satunya akan menyebabkan bencana
sedimen, sedimentasi merupakan proses mengendapnya hasil erosi di daerah
hilirnya,

yang

dapat

menyebabkan

pendangkalan

sungai

yang

dapat

mengakibatkan banjir. Bencana yang diakibatkan erosi dan sedimentasi sifatnya
tidak langsung dan membutuhkan waktu yang cukup lama.

Erosi dan sedimentasi disamping dapat menyebabkan terjadinya banjir,
rusaknya jaringann irigasi serta drainasi, juga dapat membawa dampak pada

1

2

kesehatan dan kesejahteraan masyarakat. Adapun erosi yang terjadi di sungai
dapat mengakibatkan rusak atau tidak berfungsinya bangunan-bangunan yang
berada di sepanjang sungai seperti bendung, instalasi pembakit listrik, jembatan
dan lain lain.

Sedimentasi dan erosi adalah dua kejadian yang tidak dapat dipisahkan.
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.

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

PU-C Seloiring merupakan sabo dam yang dibangun pada tahun 2015 di
Kali Putih. Sabo dam ini merupakan sabo dam tipe terbuka yang juga berfungsi
untuk menghambat aliran debris sekaligus mencegah gerakan laju sedimen agar
tidak membahayakan dan menimbulkan kerugian. Oleh karena itu tugas akhir ini
bertujuan untuk mengevaluasi kapasitas sabo dam dalam mengendalikan volume
sedimen potensial.

B. Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang dikaji dalam upaya evaluasi kapasitas sabo
dam ini adalah sebagai berikut :
1. Berapa estimasi laju erosi yang terjadi di Sub-DAS Kali Putih ?
2. Berapa estimasi volume sedimen yang terjadi di Kali Putih ?

3

3. Bagaimana kemampuan sabo dam PU-C Seloiring dalam menampung
volume sedimen ?

C. Tujuan Penilitian
Tujuan penilitian ini adalah :
1. Mengetahui laju erosi potensial dengan metode U.S.L.E.
2. Mengetahui besar volume sedimen potensial.
3. Mengetahui kemampuan sabo dam PU-C Seloiring dalam menampung
sedimen.

D. Manfaat Penelitian
Dengan adanya penelitian ini diharapkan :
1. Memberikan informasi tentang estimasi erosi dan sedimen yang terjadi
pada Sub-DAS Kali Putih.
2. Informasi kemampuan sabo dam PU-C Seloiring dalam menampung
sedimen.
3. Menjadi masukan, refrensi dan informasi dalam penelitian mengenai erosi
dan sedimen atau dalam mengevaluasi kapasitas sabo dam bagi penelitipeneliti lainnya.

E. Batasan Masalah
Sebagaimana pokok dari pembahasan Tugas Akhir ini yaitu evaluasi
kapasitas sabo dam dalam usaha mitigasi bencana sedimen Merapi, menyangkut
aspek yang luas, sehingga diperlukan batasan batasan dan asumsi tertentu agar
dicapai hasil yang optimal. Batasan-batasan dan asumsi awal tersebut, antara lain :

1. Lokasi penelitian yang dilakukan berada di Kali Putih, Desa Jumoyo,
Kecamatan Salam, Kabupaten Magelang, Jawa Tengah yang ditunjukan
pada Gambar 1.1.

4

Lokasi Penelitian

(sumber : www.sipr.jogjaprov.go.id)

Gambar 1.1 Peta Lokasi Penelitian

5

2. Sub-DAS yang dibuat dengan batas hilir DAS merupakan sabo dam PU-C
Seloiring

yang

terletak

pada

koordinat

UTM

X=424382.634

Y=9159566.854, ditunjukan pada Gambar 1.2.

Lokasi Sabo
Dam PU-C
Seloiring

(sumber : ArcGIS , 2016)
Gambar 1.2 Sub-DAS Kali Putih

3. Data curah hujan didapatkan di stasiun sekitar Sub-DAS kali Putih, yaitu
stasiun

hujan

Ngandong

dan

stasiun

hujan

Pucanganom

yang

menggunakan data curah hujan bulanan dari tahun 2010-2015. Data yang
hilang atau eror tidak diperhitungkan.
4. Kondisi dan kapasitas daya tampung sabo dam dianggap dalam kondisi
baik atau daya tampung sesuai rencana.
5. Total volume sedimen potensial diasumsikan masuk atau tertampung
keseluruhan di sabo dam.

6

F. Keaslian Penilitian
Penilitian yang membahas tentang sedimen dan sabo dam di Kali Putih,
Merapi sudah pernah dilakukan, salah satunya oleh Andre Wisoyo (2012) pada
tesisnya yang berjudul “ANALISIS UNJUK KERJA SABO DAM SEBAGAI
BANGUNAN PENGENDALI SEDIMEN DI KALI PUTIH, MERAPI”. Andre
Wisoyo (2012) dalam tesisnya mengkaji mengenai sabo dam dengan
menggunakan software kanako ver.2.04 yang meninjau bangunan sabo PU-D1
Mranggen dan PU-C Nganglik. Dalam penelitiannya disimpulkan bahwa
bangunan sabo PU-D1 mampu mengurangi volume total yang lewat sebesar
43.998,6 m3 atau sebesar 1,53 % selama 5 jam, dan mampu mengurangi volume
total yang lewat sebesar 28.482 m3 atau sebesar 52,59 % selama 5 jam, bangunan
sabo PU-C8 Ngaglik mampu mengurangi volume total yang lewat sebesar 255,6
m3 atau sebesar 0,01 % selama 5 jam, dan mampu mengurangi volume sedimen
yang lewat sebesar 124,8 m3 atau sebesar 0,33 % selama 5 jam, sedangkan
bangunan PU-D1 Mranggen dan PU-C8 Ngaglik secara bersama-sama mampu
mengurangi volume total yang lewat sebesar 2340,6 m3 atau sebesar 0,08 %
selama 5 jam, dan mampu mengurangi volume sedimen yang lewat sebesar 157,8
m3 atau sebesar 0,41 % selama 5 jam. Berbeda dengan penilitian yang saya
lakukan, Dimana Andre Wisoyo menganalisis kemampuan sabo dam dalam
mengatasi laju sedimen dan saya menganalisis kapasitas daya tampung sabo dam
dalam menampung volume sedimen potensial yang terjadi akibat erosi dengan
menggunakan metode USLE di Kali Putih dengan tinjauan bangunan sabo PU-C
Seloiring.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Bencana sedimen didefinisikan sebagai fenomena yang menyebabkan
kerusakan baik secara langsung ataupun tidak langsung pada kehidupan manusia
dan kerusakan lingkungan, melalui suatu skala besar pergerakan tanah dan batuan
(Hasnawir, 2012). Menurut Ministry of Land, Infrastructure and Transport-Japan
(2004), Kerusakan akibat bencana ini dapat terjadi kerugian dalam 4 bentuk :
1. Bangunan dan lahan pertanian hilang akibat tanah longsor atau erosi.
2. Rumah-rumah hancur oleh daya rusak tanah dan batuan selama pergerakan
tanah atau batuan.
3. Rumah dan lahan pertanian terkubur di bawah tanah oleh akumulasi skala
besar sedimen.
4. Peningkatan endapan pada dasar sungai dan penguburan waduk disebabkan
oleh sedimen sepanjang sungai yang dapat mengundang datangnya banjir,
gangguan fungsi penggunaan air, dan kerusakan lingkungan.

Menurut Hasnawir (2012) bencana sedimen merupakan salah satu bentuk
hasil dari daya rusak air, dimana bencana sedimen memiliki potensi daya rusak
yang besar dan bersifat masif secara langsung atau tidak langsung yang memiliki
tingkat kerusakan, kerugian dan fatalitas tinggi. Menilik dari pengalaman bencana
sedimen berpotensi merusak struktur dan infrastruktur serta memiliki potensi
kerugian ekonomi tinggi. Tingkat fatalitas bencana sedimen cukup tinggi dimana
potensi timbulnya korban jiwa dan kerusakan sangat tinggi.

Pada Gambar 2.1 di bawah menjelaskan bagan alir proses terjadinya
bencana sedimen. Volume besar tanah dan pasir dapat dihasilkan oleh erosi, akan
tetapi tidak selalu akan menimbulkan bencana dari erosi tersebut. Misalkan, jika
jumlah tanah dan pasir (A) lebih kecil dibanding dengan sedimen yang
diperkenankan atau sedimen tidak berbahaya (B), maka bencana tidak terjadi.

7

8

Bahkan dalam kasus seperti jika (A) lebih besar dari (B), hasilnya tidak disebut
bencana jika tidak ada rumah, masyarakat, atau fasilitas umum yang terlibat.

(Sumber : Hasnawir, Balai Penelitian Kehutanan Makassar, 2012)

Gambar 2.1 Bagan Alir Proses Terjadinya Bencana Sedimen

Bencana sedimen dapat dibedakan berdasarkan sumber sedimen (on site)
dan tempat deposisi sedimen (off site). Sumber sedimen meliputi tanah longsor
akibat hujan, gunung runtuh, kegagalan, lahar panas dan lahar dingin. Sedangkan
tempat deposisi sedimen meliputi sedimentasi dam/waduk, sedimentasi sungai,
sedimentasi danau, erosi dan abrasi pantai. Dinamika sedimen dapat
menimbulkan berbagai masalah, bahkan dapat menimbulkan bencana yang
berkepanjangan (Sutikno, 2012).

9

Daerah gunung berapi termasuk kedalam daerah yang rawan terhadap
bencana sedimen salah satunya Gunung Merapi. 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.

Orang-orang yang bermukiman di Gunung Merapi terutama pada daerah
upstream masih terancam oleh bencana sedimen, disamping mereka juga
menggunakan itu sebagai sumber daya (Jazaul Ikhsan, 2010). Menurut Jazaul
Ikhsan (2010) diperlukan kebijakan dalam pengelolaan sedimen, antara lain :
1. Perlunya menyediakan volume pada sabo dam untuk melawan pelepasan
sedimen berlebih.
2. Penambang pasir diperlukan untuk mendukung pengembangan daerah dan
untuk mengkosongkan bangunan sabo sebagai bagian dari pengelolaan
bencana sedimen , tetapi diperlukan pengawasan ketat.
3. Perlu menstabilkan dasar sungai dan membuat penanggulangan untuk
degradasi dasar sungai di daerah hilir.

Adapun upaya dalam mengurangi dampak dari bencana sedimen dengan
menggunakan teknologi bangunan sabo. Sabo adalah istilah yang berasal dari
jepang yang terdiri dari kata SA yang berarti pasir (sand) dan BO yang berarti

10

penanggunalangan (prevention). Teknik sabo dam diperkenalkan oleh Tomoaki
Yokata dari Jepang. Jadi sabo mempunyai arti penanggulangan bencana akibat
pergerakan tanah atau sedimen yang dibawa aliran air.

Sabo dam merupakan salah satu bagian dari bangunan penanggulangan
sedimen yang bekerja adalah suatu sistem “SABO WORKS” pada suatu daerah.
Yang bertujuan untuk mengendalikan produksi sedimen, mencegah runtuhnya dan
erosi tanah, mengendalikan dan menangkap sedimen yang terbawa aliran banjir
sehingga dapat menjaga stabilitas dasar sungai dan dapat mencegah bencana
akibat produksi sedimen yang berlebih. 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. Adapun
empat fungsi pokok Sabo dam (Sumaryono, 1993), adalah :
1. Membuat dasar sungai lebih landai sehingga dapat mencegah erosi vertikal
dasar sungai.
2. Mengatur arah aliran untuk mencegah erosi lateral dasar sungai.
3. Menstabilkan kaki bukit untuk menghindari terjadinya longsoran.
4. Menahan dan mengendalikan sedimen yang akan mengalir ke arah hilir.

Pada suatu sungai dengan jumlah produksi sedimen sangat besar yang
berarti jumlah sedimen yang merusakkan juga sangat besar maka perlu usaha
untuk menurunkan jumlah kelebihan aliaran sedimen yang dapat merusakkan
tersebut dengan menerapkan pekerjaan terasiring dan kanalisasi (hill side works
and channel works). Dengan demikian jelas bahwa bangunan sabo dam
diperlukan tidak saja untuk menstabilkan dasar sungai, akan tetapi juga sebagai
dasar untuk kegiatan pekerjaan yang langsung, dan merupakan bagian yang
penting dalam system sabo work.

Wahyono (2000) dalam buku mengenai sabo dam menuliskan bahwa bentuk
sabo dam sangat bervariasi, tergantung kondisi dan situasi setempat, antara lain ;

11

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 :
1. 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.
Namun apabila daya tampung sudah penuh dengan sedimen, fungsi utama sabo
dam hanya sebagai penahan laju debit puncak sedime. Contoh bentuk sabo dam
tipe tertutup dapat dilihat pada Gambar 2.2.

(sumber : www.jamesthoengsal.blogspot.com)

Gambar 2.2 Sabo Dam Tipe Tertutup
2. 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.

12

(sumber : www.jamesthoengsal.blogspot.com)

Gambar 2.3 Sabo Dam Tipe Terbuka (Slit)

(sumber : www.iwanmaros.blogspot.com)

Gambar 2.4 Sabo Dam Tipe Terbuka (Grid)

Kapasitas bangunan sabo adalah kemampuan bangunan tersebut untuk
menampung dan mengaliran sedimen. Kapasitas ini dihitung mempertimbangkat
parameter-parameter, antara lain : lebar sungai, tinggi sabo dam dan kemiringan
dasar sungai sebelum ada bangunan dan kemiringan dasar sungai rencana.
Volume tampungan sabo dam dibagi menjadi dua macam yaitu tampungan mati
(dead storage), tampungan total. Terdapat pula tampungan kontrol (volume
control), yaitu tampungan yang berubah menurut musim, dimana saat musim

13

kemarau sedimen terendap di atas tampungan mati kemudian saat musim hujan
tampungan tersebut terbawa arus banjir. Kapasitas sabo dam dihitung dengan
menggunakan rumus (Wahyono, 2000) :

Tampungan mati/tetap :
Va = 1,5 (0,67 . i . h2 . B) ..................................................................... (2.7)

Tampungan kontrol :
Vb = 1,5 (0,4 . i . h2 . B) ...................................................................... (2.8)

Dengan :
Va

: Tampungan mati /tetap (m3)

Vb

: Tampungan kontrol (m3)

i

: Kemiringan dasar sungai

h

: Tinggi efektif dam (m)

B

: Lebar efektif dam (m)

Gambar 2.5 Potongan Melintang Sabo Dam

BAB III
LANDASAN TEORI

A. Analisis Hidrologi
1. Curah Hujan Wilayah
Menurut Triatmodjo (2010) stasiun penakar hujan hanya memberikan
kedalaman hujan di titik dimana 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 :

a. Metode Rerata Aritmatika (Aljabar)
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 (Sosrodarsono, 2003) :

Rrata-rata =

............................................................ (3.1)

Dengan :
Rrata-rata

: Curah hujan rata-rata (mm)

R1,...,Rn

: Curah hujan pada masing-masing stasiun (mm)

n

: Banyaknya stasiun hujan

14

15

b. Metode Poligon Thiesen
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, dapat dilihat pada gambar 3.1.
Jika dirumuskan dalam suatu persamaan adalah sebagai berikut
(Sosrodarsono, 2003) :

Rrata-rata =

................................................................. (3.2)

Dengan :
Rrata-rata

: Curah hujan rata-rata (mm)

R1,...,Rn

: Curah hujan pada masing-masing stasiun (mm)

A1,...,An

: Luas daerah yang mewakili masing-masing stasiun

n

: Banyaknya stasiun hujan

Gambar 3.1 Metode Poligon Thiessen (Sosrodarsono, 2003)

16

c. Metode Isohyet
Isohyet adalah garis lengkung yang merupakan nilai curah hujan
yang sama. Umumnya sebuah garis lengkung menunjukan. Dapat dilihat
pada gambar 3.2. Dan digunakan persamaan sebagai berikut (Sosrodarsono
dan Takeda, 2003) :

Rrata-rata =

................................... (3.3)

Dengan :
Rrata-rata

: 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 (Sosrodarsono dan Takeda, 2003)

B. Erosi
1. Pengertian Erosi
Erosi adalah penggerusan lapisan tanah bagian atas (top soil) yang
disebabkan oleh air dan angin (Nurpilihan, 2000). Secara deskriptif, Arsyad
(2000) menyatakan erosi merupakan akibat interkasi dari faktor iklim, tanah,
topografi, vegetasi, dan aktifitas manusia terhadap sumber daya alam.

17

2. Proses Erosi
Mekanisme terjadinya erosi oleh Schwab (1999) diidentifikasikan
menjadi tiga tahap yaitu:
a. Detachment (penghancuran tanah dari agregat tanah menjadi partikel
tanah).
b. Transportation (pengangkutan partikel tanah oleh limpasan hujan).
c. Sedimentation (sedimentasi/pengendapan tanah tererosi). Tanah-tanah
tererosi akan terendapkan pada cekungan-cekungan atau pada daerahdaerah bagian bawah. Cekungan-cekungan yang menampung partikelpartikel tanah akibat top soil yang tergerus akan menjadi area pertanian
yang subur.

Dua peristiwa utama erosi, yaitu pelepasan dan pengangkutan
merupakan penyebab erosi tanah yang penting. Dalam proses erosi, pelepasan
butir tanah mendahului peristiwa pengangkutan, tetapi pengangkutan tidak
selalu diikuti oleh pelepasan. Agen pelepasan tanah yang penting adalah
tetesan butir hujan yang jatuh di permukaan tanah. Tetesan air hujan akan
memukul permukaan tanah, mengakibatkan gumpalan tanah menjadi butirbutir yang lebih kecil dan terlepas.

3. Faktor-Faktor Penyebab Erosi
Secara keseluruhan terdapat lima faktor yang menyebabkan erosi dan
mempengaruhi besarnya laju erosi, yaitu iklim, tanah, topografi atau bentuk
wilayah, vegetasi penutup tanah dan manusia. Erosi potensial dihitung
dengan mempertimbangkan besarnya erosi dilihat dari dua faktor yaitu
erosivitas hujan dan erodibilitas (Gabriel, 1974). Erosivitas merupakan
kekuatan hujan untuk menimbulkan erosi, sedangkan erodibilitas adalah
kepekaan tanah untuk ter-erosi.
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 :

18

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

4. Prediksi Erosi
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. Metode USLE mempunyai
kelebihan yaitu pengolahan datanya yang sederhana, sehingga mudah dihitung
secara manual maupun menggunakan alat bantu program komputer (software).
Adapun persamaan ini adalah :

A = R . LS . K. CP ..................................................................... (3.4)

Dengan :
A

: Jumlah tanah yang hilang rata-rata setiap tahun (ton/ha/tahun).

R

: Faktor Erosivitas hujan.

K

: Faktor Erodibilitas Tanah.

LS

: Faktor panjang lereng dan kemiringan lereng.

CP

: Faktor penutup tanah dan pengelolaan tanah

a. Faktor Erosivitas Hujan (R)
Erosivitas hujan adalah potensi atau kemampuan hujan yang dapat
menimbulkan erosi tanah (Wischmeier dan Smith, 1958). Hujan akan
menimbulkan erosi apabila intensitasnya cukup tinggi dan jumlahnya banyak
dalam jangka waktu yang relatif lama. Selain itu ukuran butir hujan sangat

19

berperan dalam menentukan erosi. Energi kinetik hujan merupakan penyebab
utama dalam penghancuran agregat-agregat tanah besarnya tergantung pada
diameter butir hujan, sudut datang dan kecepatan jatuhnya. Besarnya potensi
atau kemampuan hujan menimbulkan erosi tanah tersebut dapat di ukur
dengan menghitung energi kinetik hujan (Hudson, 1971). Dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut :
E = 14,374 R1,075 ................................................................................. (3.5)

Dengan :
E : Energi kinetik (ton.M/ha.Cm)
R : Curah hujan rata-rata bulanan (mm)

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 ......................................... (3.6)

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 maks rata-rata dalam 24 jam perbulan

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

R = 237,4+2,61Y ................................................................................. (3.7)

Dengan :

20

R : Erosivitas hujan rata rata tahunan
Y : Besarnya curah hujan tahunan (mm)

b. Faktor Erodibilitas Tanah (K)
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. Nilai K (erodibilitas tanah) dapat diperoleh dari Tabel 3.1 dibawah ini :
Tabel 3.1 Faktor Erodibilitas Tanah (k)
`No

Jenis Tanah

Nilai K

1.

Alluvial

0,156

2.

Andosol

0,278

3.

Andosol coklat kekuningan

0,298

4.

Andosol oklat dan regosol coklat kemerahan

0,271

5.

Grunosol

0,176

6.

Latosol

0,075

7.

Latosol coklat

0,175

8.

Latsol coklat dan latosol coklat kekuningan

0,091

9.

Latosol coklat dan regosol

0,186

10.

Latosol coklat kemerahan

0,062

11.

Latosol coklat kemerahan dan latosol coklat

0,067

12.

Latosol coklat kemerahan dan latosol merah

0,061

13.

Latosol coklat kemerahan, latosol merah kekuningan

0,046

dan litosol
14.

Regosol kelabu

0,271

15.

Kompelks regosol kelabu dan litosol

0,172

(Sumber : Puslitbang Pengairan Bandung, 1985)

21

Atau dapat diperoleh dari persamaan :
100 K = 1,292 [ 2,1 M 1,14 (10 -4)(12-x) ] + 3,25 ( y-2 ) + 2,5 (z-3) .... (3.8)

Dengan :
K

: Erodibilitas tanah

M

: Persentase pasir sangat halus dan debu (%)

x

: Persentase BO

y

: Kode struktur tanah

z

: Kelas permabilitas tanah

c.

Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)
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)

Dengan S :

...................................................................................... (3.10)

Dengan :
LS

: Faktor kemiringan lereng (m)

L

: Panjang lereng (m)

S

: Kemiringan lereng (%)

g

: Gravitasi (m/detik)

22

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)

l

: Panjang 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 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)

Dengan :
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)

23

Dengan :
L

: 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 3.12
akan diperoleh hasil yang overestimate. Untuk lahan berlereng terjal
disarankan untuk menggunakan rumus berikut ini (Foster and Wischmeier,
1973).
LS = (l / 22)mC(cosα )1,50 [0,5(sinα )1,25 + (sinα )2,25 ] ................ (3.14)
Dengan :
m

: 0,5 untuk lereng 5 % atau lebih
: 0,4 untuk lereng 3,5 – 4,9 %
: 0,3 untuk lereng 3,5 %

C

: 34,71

Α

: Sudut lereng

l

: Panjang lereng (m)

d.

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 besarnya berosi dari tanah yang diberi perlakuan tindakan
konservasi khusus seperti pengelolaan tanah menurut kontur, penanaman

24

dalam strip atau teras terhadap besarnya erosi dari tanah yang diolah searah
dengan lereng dalam keadaan yang identik. Jika nilai faktor C dan P
digabungan maka kriteria penggunaan lahan dan besarnya nilai CP dapat
dilihat pada table 3.2.

Tabel 3.2 Faktor Penggunaan Lahan dan Pengelolaan Tanah (CP)
NO

Penggunaan Lahan

Faktor CP

1

Pemukian

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

(sumber : RLKT (Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah), 1986)

C. Sedimen
1. Pengertian Sedimentasi
Sedimentasi merupakan proses mengendapnya hasil erosi atau
terbawanya material oleh angin atau air, yang dapat menyebabkan
pendangkalan sungai yang dapat mengakibatkan banjir. Bencana yang
diakibatkan erosi dan sedimentasi sifatnya tidak langsung dan membutuhkan
waktu yang cukup lama.
2. Jenis Sedimen
Jenis sedimen dapat dibedakan menjadi 2, berdasarkan tempat asalnya
dan berdasarkan proses terjadinya.
a. Jenis sedimen berdasarkan tempat asalnya, terdiri dari :
1) Sedimen vulkanik, adalah sedimen yang berasal dari letusan
gunung berapi yang terangkut oleh aliran air dan masuk ke sungai.

25

2) Sedimen yang berasal dari daerah aliran sungai (DAS) adalah
sedimen yang berasal dari hasil erosi air hujan yang terjadi dalam
suatu daerah aliran sungai dan oleh aliran permukaan (surface run
off) kemudian terbawa masuk ke sungai dan tercampur dengan
material yang berasal dari sungai itu sendiri.
3) Sedimen yang berasal dari alur sungai adalah sedimen yang berasal
dari hasil erosi, dapat berupa gerusan tebing maupun gerusan dasar
sepanjang alur sungai. Sedimen alur sungai ini berdasarkan gerak
angkutnya terbagi menjadi 3 macam yaitu:
a) Bed load (angkutan dasar), yaitu gerakan partikel-partikel yang
bergerak pada dasar sungai dengan cara menggelinding
(rolling), bergeser (sliding) dan berloncat-loncat (jumping).
b) Suspended load (angkutan melayang), yaitu sedimen dimana
partikel-pertikelnya bergerak melayang di atas dasar sungai
dalam air terbawa aliran.
c) Wash load, angkutan ini hanya sedikit yang berasal dari dasar,
material disuplai dari sumber luar (erosi) dan tidak mempunyai
hubungan langsung dengan kondisi lokal yang ada (hanya
dapat diangkut sebagai angkutan melayang, umumnya material
halus).
b. Jenis sedimen berdasarkan proses terjadinya, terdiri dari :
1) Sediman hasil erosi adalah semua sedimen yang berasal dari hasil
erosi oleh air hujan dan aliran air yang terjadi pada suatu DAS atau
alur sungai.
2) Sedimen hasil longsoran yaitu sedimen yang berasal dari longsoran
dan gerusan tebing sungai dan tebing sungai atau bukit yang
terbawa oleh aliran air .

26

3. Penyebab Sedimen
a. Letusan gunung berapi
Sungai-sungai yang bersumber atau berhulu di gunung berapi
merupakan jalur transportasi aliran material hasil letusan gunung
berapi yang biasa disebut lava. Material letusan gunung berapi yang
besar berupa batu, kerikil dan pasir meluncur di lereng-lereng bagian
puncak, kemudian sebagian material tersebut ada yang mengendap di
lereng-lereng gunung dan sebagiannya mengalir di permukaan lahan
sebagai aliran lahar yang pada akhirnya akan terbawa ke alur sungaisunga. Timbunan material yang mengendap di bagian lereng gunung
tersebut sangat mudah terlepas,dengan adanya hujan deras maka
material tadi mudah tererosi dan terbawa air hujan mengalir ke bawah
dan juga akan terbawa ke alur sungai. Material-material gunung berapi
inilah yang merupakan salah satu sedimen berada di sungai tersebut.
b. Erosi akibat aliran air
1) Erosi permukaan
Erosi oleh air pada permukaan tanah ini adalah suatu proses yang
dimulai oleh percikan (splash) dan pukulan (impact) oleh jatuhnya
air hujan, sehingga mengakibatkan terlepas dan berpindahnya
butiran-butiran tanah permukaan (top soil) dari suatu tempat oleh
tenaga erosi (air, angin, dsb) atau oleh karena berbagai sebab alam,
manusia, atau kombinasi alam dan manusia. Hasil erosi permukaan
ini diangkut oleh air dengan gaya beratnya sendiri, yang pada
akhirnya terangkut ke sungai dan akan menjadi sedimen yang
tercampur dengan material lain di sungai tersebut
2) Erosi alur sungai
Erosi alur sungai ini dapat berupa gerusan tebing maupun gerusan
sepanjang dasar sungai. Sungai yang ber-order rendah biasanya
akan terjadi erosi/gerusan dasar, sedangkan sungai berorder tinggi
akan terjadi gerusan pada tebing. Dari sudut morpologi fluvial,
menurut Koewn (1997).

27

4. Tipe Aliran Sedimen
Tipe aliran sedimen pada alur sungai dapat dibedakan menjadi tiga
kelompok, berdasarkan kemiringan dasar sungai dan tinggi aliran relatif :
a. Aliran debris, terjadi apabila kemiringan dasar sungai lebih besar atau
sama dengan kemiringan kritik terjadinya aliran kritik terjadinya aliran
debris (tan θ ≥ tan θd).

tan

d=

s-

(

s-

.............................................. (3.15)

)

b. Aliran sedimen hiperkonsentrasi, terjadi pada kemiringan dasar sungai
lebih kecil dari kemiringan dasar kritik terjadinya aliran debris, tetapi
lebih besar dari atau sama dengan kemiringan dasar kritik untuk aliran
hiperkonsentrasi.

tanθh=

s-

(

s-

)

.

0

...................................................... (3.16)

c. Aliran sedimen individu, terjadi apabila kemiringan dasar sungai lebih
kecil dari kemiringan dasar kritik aliran hiperkonsentrasi atau gaya
geser yang bekerja lebih besar daripada gaya geser kritik (tan θ < tan θh,
τ*> τ*c)
τ*c = 0,04x101,72tanθ
τ*= (

2
*
s-

)

......................................................... (3.17)

....................................................................... (3.18)

Proses sedimentasi meliputi proses erosi, angkutan (transportation),
pengendapan (deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimen itu
sendiri. Proses tersebut berjalan dengan kompleks, dimulai dari jatuhnya
hujan yang menghasilkan energi kinetik yang merupakan permulaan proses
erosi. Begitu tanah menjadi partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran,

28

sebagian akan tertinggal di atas tanah sedangkan bagian lainnya masuk sungai
terbawa aliran menjadi angkutan sedimen. Bentuk, ukuran dan beratnya
partikel tanah tersebut akan menentukan jumlah besarnya angkutan sedimen.
Maka angkutan sedimen berkaitan erat dengan proses erosi.

5. Sediment Delivery Ratio (SDR)
Sediment Delivery Ratio merupakan perkiraan rasio tanah yang
diangkut akibat erosi lahan saat terjadinya limpasan (Wischmeier dan Smith,
1978). Butir-butir tanah yang tererosi di permukaan lahan (on-farm), setelah
mengalir dalam suspensi aliran permukaan (run off) secara gravitasi, akhirnya
akan masuk ke alur sungai di ujung bawah lembah yang paling rendah. Akan
tetapi disepanjang proses perjalanan itu, akan banyak dijumpai hambatan dan
rintangan, karena adanya cekungan retensi (sementara atau permanen) di
lembah-lembah pada kaki-kaki bukit dan di tempat-tempat cekungan atau
lekukan topografi yang lain, yang menahan sebagian produk erosi tersebut,
sehingga tidak seluruh hasil erosi akan terangkut seluruhnya dan langsung
mengalir ke lembah yang lebih rendah. Sebagian, sementara atau permanen,
akan tinggal atau mengisi cekungan-cekungan retensi tersebut. Perbandingan
antara produk erosi yang terjadi di lahan dengan konsentrasi suspensi
sedimen di aliran sungai yang mengalir di ujung bawah lembah, disebut
sediment delivery ratio (SDR). 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 .............................................................................. (3.19)
Dengan :
SDR

: Sediment Delivery Ratio

Adas

: Luas DAS (ha)

29

Atau digunakan kemiringan aliran utama untuk memprediksi rasio
pengiriman sedimen (Williams dan Bernrd, 1972), dengan persamaan sebagai
berikut :

SDR = 0,627 S 0,403 ......................................................................... (3.20)

Dengan :
SDR

: Sediment Delivery Ratio

S

: Kemiringan lereng (%)

6. laju Sedimen Potensial
Hubungan antara erosi lahan, angkutan sedimen dan sediment delivery
ratio dapat diformulasikan sebagai berikut :

SY = SDR x A ..................................................................................... (3.21)

Dengan :
SY

: Angkutan Sedimen (ton/ha/tahun)

SDR

: Sediment Delivery Ratio

A

: Erosi Lahan (ton/ha/tahun)

7. Volume Sedimen Potensial
Mengkonfersikan laju sedimen menjadi volume sedimen dapat
menggunakan persamaan, berikut :

Vs=

......................................................................... (3.22)

Dengan :
Vs

: Volume sedimen (m3/tahun )

SY

: Angkutan sedimen (ton/ha/tahun)

A

: Luas DAS (ha)

BAB IV
METODE PENELITIAN

A.

Lokasi Penelitian
Penilitan tentang evaluasi kapasitas sabo dam dalam usaha mitigasi

bencana sedimen Merapi ini dilakukan di Kali Putih, Desa Jumoyo, Kecamatan
Salam, Kabupaten Magelang, Jawa Tengah. Dengan meninjau sabo dam PU-C
Seloiring yang terletak pada koordinat UTM, X : 424382.634 dan Y :
9159566.854 yang ditunjukan pada Gambar 4.1.

Lokasi Penelitian

Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian

30

31

B. Bagan Alir Peneli