Kajian Kontaminan Nitrogen dan Fosfor di Sub Das Sei Kalemba (Das Padang) Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTP. Nusantara IV Pabatu pada Musim Kemarau
1
TINJAUAN PUSTAKA
Daerah Aliran Sungai (DAS)
Istilah Daerah Aliran Sungai (DAS) banyak digunakan oleh beberapa ahli
dengan makna atau pengertian yang berbeda-beda, ada yang menyamakan dengan
catchment area , watershed, atau drainage basin. Menurut Notohadiprawiro
(1985) Daerah Aliran Sungai merupakan keseluruhan kawasan pengumpul suatu
sistem tunggal, sehingga dapat disamakan dengan catchment area .
Martopo (1994), memberi pengertian bahwa, Daerah Aliran Sungai
(DAS) merupakan daerah yang dibatasi oleh topografi pemisah air yang
terkeringkan oleh sungai atau sistem saling berhubungan sedemikian rupa
sehingga semua aliran sungai yang jatuh di dalam akan keluar dari saluran lepas
tunggal dari wilayah tersebut.
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia
seperti oleh zat-zat deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa
pembuangan pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh
pestisida, herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan,
sehingga mutu air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk
tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah
atau kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air (sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2
Karakteristik DAS
Karakteristik DAS yang berpengaruh besar pada aliran permukaan
meliputi : luas dan bentuk DAS, topografi, dan tata guna lahan.
1.
Luas dan Bentuk DAS
Laju dan volume aliran permukaan makin bertambah besar dengan
bertambahnya luas DAS. Bentuk DAS mempunyai pengaruh pada pola aliran
dalam sungai.
2.
Topografi
Tampakan rupa muka bumi atau topografi seperti kemiringan lahan, keadaan
dan kerapatan parit dan/atau saluran, dan bentuk-bentuk cekungan lainnya
mempunyai pengaruh pada laju dan volume aliran permukaan. DAS dengan
kemiringan curam disertai parit/saluran yang rapat akan menghasilkan laju dan
volume aliran permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan DAS yang
landai dengan parit yang jarang dan adanya cekungan-cekungan.
3.
Tata guna lahan
Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien
aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukkan perbandingan antara
besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Nilai C berkisar antara 0
sampai 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terintersepsi dan
terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk nilai C = 1 menunjukkan bahwa
semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan (Suripin, 2004).
Bentuk DAS
DAS mempunyai ciri-ciri luas dan bentuk daerah, keadaan topografi,
kepadatan drainase, geologi dan elevasi rata-rata DAS. Sedangkan keadaan
Universitas Sumatera Utara
3
fisik daerah aliran sungai dipengaruhi oleh tiga parameter yaitu tanah,
vegetasi dan sungai. Faktor tanah meliputi luas DAS, topografi, jenis tanah,
penggunaan tanah, kadar air tanah dan kemampuan tanah menyerap air.
Sedangkan vegetasi meliputi jenis tanaman, kapasitas pengambilan air oleh
tanaman, luasan hutan dan kemampuan tanaman mengendalikan air. Sungai
meliputi luas penampang sungai, debit air sungai dan kapasitas penampungan
sungai. Vegetasi menahan sebahagian hujan yang jatuh, sebahagiannya lagi
jatuh di permukaan tanah. Jika kapasitas intersepsi, infiltrasi dan bagian yang
cekung telah terpenuhi, maka akan terjadi proses aliran permukaan yang
menyebabkan erosi (Subarkah, 1980).
Bentuk – bentuk DAS dapat dibagi dalam empat bentuk yaitu (a)
berbentuk bulu burung, (b) radial, (c) parallel dan (d) kompleks). Karakteristik
masing – masing bentuk ditampilkan dalam tabel 1.
Tabel 1. Bentuk – Bentuk DAS
No TIPE
KARAKTERISTIK
GAMBAR
A
Bulu
Jalur anak sungai di kiri-kanan sungai
Burung
utama mengalir menuju sungai utama,
debit banjir kecil karena waktu tiba
banjirdari anak – anak sungai berbeda –
beda. Banjir berlangsung agak lama.
B
Radial
Bentuk DAS menyerupai kipas atau
lingkaran, anak – anak sungai
berkonsentrasi ke suatu titik secara
radial, banjir besar terjadi di titik
pertemuan anak – anak sungai.
C
Paralel
Bentuk ini mempunyai corak dimana
dua jalur aliran sungai yang sejajar
bersatu dibagian hilir, banjir terjadi di
titik pertemuan anak sungai
D
Kompleks Memiliki beberapa buah bentuk dari
ketiga bentu diatas
Sumber: Ramdan (2004).
Universitas Sumatera Utara
4
Siklus DAS
Dibumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard km3 air yaitu 97,5%
adalah air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada didaratan air sungai, air
danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di udara. Air di
bumi ini mengulangi terus menerus sirkulasi dan penguapan, presipitasi dan
pengaliran keluar (outflow). Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah
akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan
akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah
yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut.
Jadi sungai itu
mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff),
aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff) yang akhirnya
akan mengalir ke laut (Sosrodarsono dan Takeda, 2003).
Unsur Hara Tanaman Kelapa Sawit
Tanaman perkebunan, seperti kelapa sawit, karet, tebu, tembakau, cokelat
dan banyak dibudidayakan di Sumatera Utara, baik oleh pemerintah, swasta asing,
atau nasional dan rakyat. Menurut data Statistik Kelapa Sawit Indonesia pada
tahun 2009 Perkebunan kelapa sawit di Sumatera Utara mencakup 1.290.977 ha,
atau mencakup 17,13% dari seluruh luas total diseluruh Indonesia. Unsur hara
dalam tanah mempunyai daur yang berbeda antara unsur hara yang satu dan unsur
hara lainnya. Keperluan unsur dapat dipenuhi oleh tanaman sendiri dengan
meruntuhkan daun, ranting, buah, akar, batang, dan sebagainya ke tanah dan
kemudian dirombak oleh biologi dan mikrobiologi tanah. Dalam proses
perombakan ini, sebagian menjadi humus tanah dan sebagian lagi mengalami
proses mineralisasi. Dalam proses mineralisasi, sisa tanaman akan melepaskan
Universitas Sumatera Utara
5
hara yang diperlukan oleh tanaman dalam jumlah dan macam yang sangat
bervariasi. Unsur N, P, K, Ca, Mg, dan S yang dilepaskan ke dalam tanah antara
lain berupa ion-ion NH4+, NO3-, PO43-, H2PO4-, HPO4=, K+ (K2O), Ca+(CaO),
Mg2+ (MgO), dan SO4= (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Hasil analisa tanah memberikan gambaran tentang status nutrisi didalam
tanah. Informasi yang dapat diperoleh dari hasil analisa tanah antara lain pH
tanah, bahan organik yang tersedia, ketersediaan nutrisi didalam tanah, nutrisi
yang dapat diserap oleh tanaman, kemampuan tanah untuk melepaskan nutrisi
agar dapat diserap tanaman. Dari informasi tersebut dapat diketahui status nutrisi
tanah apakah tergolong sangat rendah atau sangat tinggi (Lumbangaol, 2011).
Menurut Mutert (1999) dalam Lumbangaol (2011) status nutrisi didalam
tanah dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Status Nutrisi Didalam Tanah
Status Nutrisi Tanah
Sangat
Rendah
Sedang Tinggi
Rendah
pH
0,3
>18
terinduksi
mungkin
mungkin
Unsur Nitrogen dan Fosfor
Persediaan Nitrogen yang utama di alam ini adalah Nitrogen yang ada di
atmosfer, di mana kira-kira 80% lebih unsur Nitrogen menyusun atmosfer
tersebut. Melalui proses fiksasi biologi, Nitrogen masuk dalam siklus. Ammonium
Universitas Sumatera Utara
6
adalah sumber utama Nitrogen untuk mikroorganisme dan fungi. Sebagian besar
tanaman tidak mampu mengasimilasikannya. Oleh karenanya ia membutuhkan
Nitrat yang dihasilkan oleh bakteri nitrifikasi. Nitrifikasi merupakan proses aerob
yang terjadi pada tanah dengan pH netral dan akan terhambat prosesnya dalam
keadaan anaerob atau keadaan tanah menjadi asam. Proses nitrifikasi ini
berlangsung melalui beberapa tahap yaitu:
a)
Oksida ammonia menjadi Nitrit
2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 156,8 kal
b) Tahap oksidasi Nitrit menjadi Nitrat
2HNO2 + O2 2HNO3 + 44 kal
(Yuliprianto, 2010).
Untuk menghitung kadar Nitrogen dalam air biasanya menggunakan
metode Kjeldhal. Prinsip metode Kjeldhal adalah mula – mula bahan didekstruksi
dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran
Zn. Ammonia yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator.
Metode Kjeldhal pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro
dan semimikro. Cara makro – Kjeldhal digunakan untuk sampel yang sukar
dihomogenisasi dan besarnya 1–3 gram, sedangkan semimikro – Kjeldhal
dirancang untuk sampel yang berukuran kecil, yaitu kurang dari 300 mg dari
bahan yang homogen (Bintang, 2010).
Beberapa tahapan dalam Metode Kjeldhal antara lain:
1. Tahap Destruksi
Pada tahap ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi
destruksi menjadi unsur – unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi
Universitas Sumatera Utara
7
CO, CO2 dan H2O. Sedangkan Nitrogennya (N) akan berubah menjadi
(NH4)2SO4. Untuk mempercepat proses dekstruksi sering ditambahkan katalisator
selenium. Dengan penambahan bahan katlisator tersebut titik didih asam sulfat
akan dipertinggi sehingga destruksi berjalan lebih cepat. Suhu destruksi berkisar
antara 370 – 4100C. Proses destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih
atau tidak berwarna lagi.
2. Tahap Destilasi
Pada tahap destilasi ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3)
dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Ammonia yang
dibebaskan selanjutnya ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang
dipakai adalah asam borat 3% dalam jumlah yang berlebihan. Untuk mengetahui
asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator misalnya BCG + MR dan
atau PP. Destilasi diakhiri bila sudah semua ammonia terdestilasi dengan ditandai
destilat bereaksi.
3. Tahap Titrasi
Banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui
dengan titrasi menggunakan asam klorida 0,01 N dengan perhitungan sebagai
berikut :
%N=
� �� (
(Sudarmadji, 1989).
�
�−
) x N HCl x 14 x 100 %
................. (1)
� (�) � 1000
Siklus Nitrogen merupakan proses berantai yang sangat kompleks, yaitu
bahwa semua organism, sejak mikroorganisme, tanaman dan hewan ikut berperan
di dalamnya, yaitu sebagai berikut. Nitrogen udara ditambat secara fisik (loncatan
Universitas Sumatera Utara
8
bunga api listrik), secara kimia (pabrik pupuk) dan secara biologis (fiksasi),
kemudian jatuh ke dalam tanah, dan dimanfaatkan oleh tanaman. Tanaman yang
hidup subur kemudian dijadikan bahan makanan oleh hewan dengan
menghasilkan protein hewani. Kalau kemudian kotoran dan tanaman/hewan mati
dan jatuh di tanah, oleh bakteri pembusuk akan di uraikan menjadi NH3 yang
selanjutnya menjdi Nitrit dan Nitrat. Nitrat merupakan pupuk tanaman, sedangkan
sebagian lagi melalui proses denitrifikasi akan diubah menjadi Nitrit, ammonia,
kemudian Nitrogen (N2) yang langsung terkumpul di udara (Yuliprianto, 2010).
Fosfor banyak terdapat diperairan dalam bentuk inorganik dan organik
sebagai larutan, debu dan tubuh organisme. Sumber utama Fosfat inorganik dari
penggunaan detergen dan pupuk pertanian. Fosfat organik berasal dari makanan
dan buangan rumah tangga. Semua Fosfat mengalami proses perubahan biologis
menjadi Fosfat iorganik yang selanjutnya digunakan oleh tanaman untuk
membuat energi (Sutrisno, 2006).
Jumlah kandungan seluruh Fosfor dalam tanah tidak secara langsung
penting dalam praktek, tetapi sering digunakan sebagai petunjuk pelapukan.
Jumlah seluruh Fosfor dalam tanah atas menurun dengan intensitas pelapukan
yang meningkat. Fosfor organik biasanya merupakan penyebab terdapatnya 20
sampai 50 persen seluruh Fosfor tanah atas. Pada oksisol, ultisol, dan alfisol yang
lebih lapuk, Fosfor organik sering memberikan 60 sampai 80 persen dari seluruh
Fosfor tanah (Sanchez, 1992).
Analisis dengan spektrofotometer, cara kerjanya berdasarkan atas
pengukuran energi cahaya yang diserap oleh larutan dalam suatu suspensi. Pada
spektrofotometri ultraviolet yang diserap adalah cahaya ultra ungu, dengan cara
Universitas Sumatera Utara
9
ini larutan tidak berwarna dapat diukur. Metode spektrofotometri sinar tampak
(Visible) didasarkan pada penyerapan sinar tampak oleh suatu larutan berwarna.
Senyawa tidak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan
larutan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna (Hendayana, 1994).
Spektrofotometer pada hakikatnya mengukur besarnya absorbsi radiasi
dari sinar yang melalui medium berwarna. Oleh hukum Beer-Lambert dinyatakan
bahwa besarnya absorbsi radiasi berbanding lurus dengan konsentrasi zat yang
dilalui oleh radiasi. Jika suatu larutan analit ingin diukur, maka sebelumnya harus
direaksikan dengan bahan tertentu sehingga menimbulkan warna yang spesifik
yang kepekatannya sebanding dengan konsentrasinya. Untuk mengetahui
konsentrasi analitnya maka digunakan larutan standar, yaitu larutan yang telah
ditetapkan konsentrasinya dan diberi bahan yang dapat memberikan warna yang
sama. Kemudian diukur absorbennya di spektrofotometer. Besarnya konsentrasi
analit dari bahan yang diukur dapat diketahui dengan menginterpolasikan nilai
absorbennya ke grafik larutan standar (Muklis, 2007).
Salah satu metode analisis kuantitatif Fosfat yaitu metode asam askorbat.
Metode ini merupakan salah satu pereduksi yang dapat menghasilkan senyawa
kompleks berwarna. Dalam metode asam askorbat, amonium molibdat bereaksi
dalam medium asam dengan Fosfat membentuk kompleks fosfomolibdat
berwarna kuning yang akan direduksi menjadi kompleks biru-molibdem
(molibdenum blue) oleh asam askorbat yang mempunyai panjang gelombang
absorbansi maksimum 880 nm. Metode asam askorbat ini dapat digunakan untuk
berbagai tipe sampel dan mengalami gangguan yang lebih sedikit dibanding
Universitas Sumatera Utara
10
dengan metode lain, selain itu metode ini lebih sederhana, cepat dan akurat
(Baush, 1974).
Fosfat banyak terdapat diperairan dalam bentuk inorganik dan organik
sebagai larutan, debu, dan tubuh organisme. Sumber utama Fosfat inorganik dari
penggunaan detergen, dan pupuk pertanian. Fosfat organik berasal dari makanan
dan buangan rumah tangga. Semua Fosfat mengalami proses perubahan biologis
menjadi Fosfat inorganik yang selanjutnya digunakan oleh tanaman untuk
membuat energi (Sutrisno, 2006).
Fosfat alam merupakan sumber P yang dapat digunakan sebagai bahan
baku industri seperti pupuk P yang mudah larut (antara lain TSP, SP-18, SSP,
DAP, MOP). Industri pupuk menggunakan sekitar 90% Fosfat alam yang
diproduksi di dunia. Fosfat alam dari deposit batuan sedimen sebagian besar telah
mempunyai reaktivitas yang cukup memadai untuk tanaman pangan dan
perkebunan. Sedangkan Fosfat alam dari batuan beku mempunyai reaktivitas yang
rendah sehingga perlu proses pengasaman dulu untuk digunakan sebagai pupuk
(Sutriadi, dkk, 2010).
Fosfat dalam tanaman dapat memisahkan diri sebagai H2PO4 dari organik
Fosfat. Beberapa dari H2PO4 merupakan eksudat akar-akar tanaman. Fosfat juga
diproduksi oleh bakteri dan organisme lain. Enzim Fosfatase menghidrolisa
Fosfor organik dari sisa-sisa bahan yang sudah mati yang membuat tersedia bagi
tanaman. Beberapa enzim yang lain juga aktif melakukan dekomposisi molekul
organik yang mengandung Fosfat dan mineral Fosfat. Sebagian Fosfat digerakan
dari tanah adalah Fosfat organik yang larut yang mungkin mengandung sebanyak
setengah atau lebih Fosfor tanah yang larut (Yulipriyanto, 2010).
Universitas Sumatera Utara
11
Debit Sungai
Debit
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu
penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya
debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/ dt). Dalam laporanlaporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran.
Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan
karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS (oleh adanya
kegiatan pengelolaan DAS) dan atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau
tahunan) iklim lokal (Asdak, 1995).
Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian
akan turun kembali setelah hujan selesai. Gambar tentang naik turunnya debit
sungai menurut waktu disebut hidrograf. Bentuk hidrograf sungai tegantung dari
sifat hujan dan sifat-sifat daerah aliran sungai yang bersangkutan (Arsyad, 2006).
Sebagian besar debit aliran pada sungai kecil yang masih alamiah adalah
debit aliran yang berasal dari air tanah atau mata air dan debit aliran air
permukaan (air hujan). Dengan demikian aliran air pada sungai kecil pada
umumnya lebih menggambarkan kondisi hujan daerah yang bersangkutan.
Sedangkan sungai besar, sebagian besar debit alirannya berasal dari sungai-sungai
kecil dan sungai sedang diatasnya. Sehingga aliran air sungai besar tidak mesti
menggambarkan kondisi hujan dilokasi yang bersangkutan. Aliran dasar pada
sungai kecil terbentuk dari aliran mata air dan air tanah, sedang aliran dasar pada
sungai besar dibentuk dari aliran dasar sungai-sungai kecil dan sedang diatasnya
(Maryono, 2005).
Universitas Sumatera Utara
12
Bangunan Ukur Debit Sungai
Bangunan ukur biasanya difungsikan pula sebagai bangunan pengontrol.
Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan taraf muka air yang direncanakan dan
untuk mengalirkan debit tertentu. Jenis – jenis bangunan ukur yang biasanya
digunakan anatara lain yaitu:
a. Ambang tajam; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka.
b. Ambang lebar; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
c. Tipe Parshall; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
d. Tipe Cipoletti; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
e. Tipe Romijn; aliran atas dan dapat mengatur taraf muka air.
f. Tipe Crump de Gruyter; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
g. Pipa Sadap Sederhana; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
h. Constant Head Office; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
(Mawardi, 2007).
Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Bangunan ini merupakan penyempurnaan dari alat ukur ambang tajam
yang di kontruksi sepenuhnya dengan cara berbentuk trapezium. Lubang
pengaliran berbentuk trapesium dengan sisi – sisi yang miringnya 4:1. Kelebihan
bangunan ukur ini ialah bangunannya sederhana, mudah dibuat dengan biaya yang
tidak terlalu mahal, jika diberi papan duga berskala liter petani akan mudah
mengetahui volume air yang dipakai dan dapat digunakan untuk mengukur debit
air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
Sedangkan kelemahan nya ialah pengukuran debit sulit karena harus dilakukan
Universitas Sumatera Utara
13
dua orang, sedimentasi terjadi di hulu, benda – benda hanyut tidak mudah di
lewatkan. Perhitungan debit dengan bangunan ukur tipe Cipoletti adalah:
Q = 1,86 . L . h3/2 ……………. (2)
Dimana :
Q = Debit air (l/s)
L = Lebar ambang (m)
h = Tinggi muka air dari ambang (m)
Gambar 1. Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Keterangan Gambar : h = tinggi muka air dari ambang (m)
L = lebar ambang (m)
(Mawardi, 2007).
Bangunan ukur Cipoletti ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
a. Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan lokal seperti
kayu, plat besi dan sebagainya.
b. Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluran yang berukuran kecil,
misalnya saluran sekunder dan tersier.
c. Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan. Sangat cocok
untuk areal perkebunan tebu yang sering pindah-pindah lokasi atau untuk
keperluan penelitian efisiensi irigasi dan kebutuhan air tanaman.
Universitas Sumatera Utara
14
d. Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air yang cukup
dan tidak cocok dipakai diareal irigasi yang datar.
e. Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat
mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu pemeliharaan yang teratur.
Kelebihan dan Kekurangan bangunan ukur Cipoletti antara lain :
1. Kelebihan Bangunan ukur Cipoletti
a. Sederhana dan mudah dibuat.
b. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.
2. Kelemahan bangunan ukur Cipoletti
a. Terjadi sedimentasi dihulu bangunan .
b. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik diatas elevasi
ambang bangunan ukur.
(Limantara, 2010).
Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV Pabatu
PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Kebun Pabatu didirikan pada
tahun 1938 oleh Maschapay Belanda dengan nama CMO (Cultural Maschapay
Onderniming) yang mengusahakan tanaman tembakau, pada tahun itu juga
berubah menjadi HU Bandar Oil Elasiquenensis pada tahun 1942 – 1945 dikuasai
oleh pemerintah Indonesia, tepatnya pada saat revolusi fisik (PTPN IV, Pabatu).
Pada 1947 sampai Desember 1957 kembali dikuasai oleh BOCM Belanda,
tetapi pada 1958 dikuasai oleh pemerintah Indonesia, dengan nama PPN (Pusat
Perkebunan Negara) IV dan bulan Januari 1963 diganti namanya menjadi PPN
SUMUT ANTAN II yang mengolah kelapa sawit dan kakao (cokelat). Bulan
Oktober 1978 berganti namanya menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Pabatu.
Universitas Sumatera Utara
15
Berdasarkan keputusan Menteri Dalam Negeri UP. Dirjen Agraria tanggal 2 Juni
1978 SK. 19/HGU/DALAM/1978 dengan membudidayakan tanaman kelapa sawit
dan kakao (cokelat). Kemudian pada tanggal 11 Maret 1996 namanya diganti
menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu. Unit Kebun Pabatu terletak
di antara Kecamatan Tebing Tinggi dan Dolok Merawan Kabupaten Serdang
Bedagai serta mempunyai letak geografis yang berjarak ± 7 Km dari Kota Tebing
dan ± 87 Km dari Kota Medan serta ± 40 Km dari Kota Pematang Siantar. Unit
Kebun Pabatu berada pada ketinggian ± 300 m di atas permukaan laut dengan
topografi bergelombang. Luas seluruh areal afdeling di PKS PTPN IV (Persero)
Kebun Pabatu ialah 5.754,04 Ha (PTPN IV, Pabatu).
Jenis tanah yang terdapat di kebun Pabatu adalah Typic Dystrudepts
(Podsolik coklat kemerahan) yang terbentuk dari bahan rokanis muda dengan
tekstur tanah adalah lempung liat berpasir. Di Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV
kebun Pabatu memiliki 7 (tujuh) Afdeling (PTPN IV, Pabatu). 1 (satu)
diantaranya yaitu pada Afdeling 2 (dua) merupakan titik outlet tempat
pengambilan sample air. Pada tempat pengambilan sample air di bangun sekat
ukur Cipoletty untuk menentukan debit sungai.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Daerah Aliran Sungai (DAS)
Istilah Daerah Aliran Sungai (DAS) banyak digunakan oleh beberapa ahli
dengan makna atau pengertian yang berbeda-beda, ada yang menyamakan dengan
catchment area , watershed, atau drainage basin. Menurut Notohadiprawiro
(1985) Daerah Aliran Sungai merupakan keseluruhan kawasan pengumpul suatu
sistem tunggal, sehingga dapat disamakan dengan catchment area .
Martopo (1994), memberi pengertian bahwa, Daerah Aliran Sungai
(DAS) merupakan daerah yang dibatasi oleh topografi pemisah air yang
terkeringkan oleh sungai atau sistem saling berhubungan sedemikian rupa
sehingga semua aliran sungai yang jatuh di dalam akan keluar dari saluran lepas
tunggal dari wilayah tersebut.
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia
seperti oleh zat-zat deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa
pembuangan pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh
pestisida, herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan,
sehingga mutu air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk
tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah
atau kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air (sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2
Karakteristik DAS
Karakteristik DAS yang berpengaruh besar pada aliran permukaan
meliputi : luas dan bentuk DAS, topografi, dan tata guna lahan.
1.
Luas dan Bentuk DAS
Laju dan volume aliran permukaan makin bertambah besar dengan
bertambahnya luas DAS. Bentuk DAS mempunyai pengaruh pada pola aliran
dalam sungai.
2.
Topografi
Tampakan rupa muka bumi atau topografi seperti kemiringan lahan, keadaan
dan kerapatan parit dan/atau saluran, dan bentuk-bentuk cekungan lainnya
mempunyai pengaruh pada laju dan volume aliran permukaan. DAS dengan
kemiringan curam disertai parit/saluran yang rapat akan menghasilkan laju dan
volume aliran permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan DAS yang
landai dengan parit yang jarang dan adanya cekungan-cekungan.
3.
Tata guna lahan
Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien
aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukkan perbandingan antara
besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Nilai C berkisar antara 0
sampai 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terintersepsi dan
terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk nilai C = 1 menunjukkan bahwa
semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan (Suripin, 2004).
Bentuk DAS
DAS mempunyai ciri-ciri luas dan bentuk daerah, keadaan topografi,
kepadatan drainase, geologi dan elevasi rata-rata DAS. Sedangkan keadaan
Universitas Sumatera Utara
3
fisik daerah aliran sungai dipengaruhi oleh tiga parameter yaitu tanah,
vegetasi dan sungai. Faktor tanah meliputi luas DAS, topografi, jenis tanah,
penggunaan tanah, kadar air tanah dan kemampuan tanah menyerap air.
Sedangkan vegetasi meliputi jenis tanaman, kapasitas pengambilan air oleh
tanaman, luasan hutan dan kemampuan tanaman mengendalikan air. Sungai
meliputi luas penampang sungai, debit air sungai dan kapasitas penampungan
sungai. Vegetasi menahan sebahagian hujan yang jatuh, sebahagiannya lagi
jatuh di permukaan tanah. Jika kapasitas intersepsi, infiltrasi dan bagian yang
cekung telah terpenuhi, maka akan terjadi proses aliran permukaan yang
menyebabkan erosi (Subarkah, 1980).
Bentuk – bentuk DAS dapat dibagi dalam empat bentuk yaitu (a)
berbentuk bulu burung, (b) radial, (c) parallel dan (d) kompleks). Karakteristik
masing – masing bentuk ditampilkan dalam tabel 1.
Tabel 1. Bentuk – Bentuk DAS
No TIPE
KARAKTERISTIK
GAMBAR
A
Bulu
Jalur anak sungai di kiri-kanan sungai
Burung
utama mengalir menuju sungai utama,
debit banjir kecil karena waktu tiba
banjirdari anak – anak sungai berbeda –
beda. Banjir berlangsung agak lama.
B
Radial
Bentuk DAS menyerupai kipas atau
lingkaran, anak – anak sungai
berkonsentrasi ke suatu titik secara
radial, banjir besar terjadi di titik
pertemuan anak – anak sungai.
C
Paralel
Bentuk ini mempunyai corak dimana
dua jalur aliran sungai yang sejajar
bersatu dibagian hilir, banjir terjadi di
titik pertemuan anak sungai
D
Kompleks Memiliki beberapa buah bentuk dari
ketiga bentu diatas
Sumber: Ramdan (2004).
Universitas Sumatera Utara
4
Siklus DAS
Dibumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard km3 air yaitu 97,5%
adalah air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada didaratan air sungai, air
danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di udara. Air di
bumi ini mengulangi terus menerus sirkulasi dan penguapan, presipitasi dan
pengaliran keluar (outflow). Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah
akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan
akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah
yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut.
Jadi sungai itu
mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff),
aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff) yang akhirnya
akan mengalir ke laut (Sosrodarsono dan Takeda, 2003).
Unsur Hara Tanaman Kelapa Sawit
Tanaman perkebunan, seperti kelapa sawit, karet, tebu, tembakau, cokelat
dan banyak dibudidayakan di Sumatera Utara, baik oleh pemerintah, swasta asing,
atau nasional dan rakyat. Menurut data Statistik Kelapa Sawit Indonesia pada
tahun 2009 Perkebunan kelapa sawit di Sumatera Utara mencakup 1.290.977 ha,
atau mencakup 17,13% dari seluruh luas total diseluruh Indonesia. Unsur hara
dalam tanah mempunyai daur yang berbeda antara unsur hara yang satu dan unsur
hara lainnya. Keperluan unsur dapat dipenuhi oleh tanaman sendiri dengan
meruntuhkan daun, ranting, buah, akar, batang, dan sebagainya ke tanah dan
kemudian dirombak oleh biologi dan mikrobiologi tanah. Dalam proses
perombakan ini, sebagian menjadi humus tanah dan sebagian lagi mengalami
proses mineralisasi. Dalam proses mineralisasi, sisa tanaman akan melepaskan
Universitas Sumatera Utara
5
hara yang diperlukan oleh tanaman dalam jumlah dan macam yang sangat
bervariasi. Unsur N, P, K, Ca, Mg, dan S yang dilepaskan ke dalam tanah antara
lain berupa ion-ion NH4+, NO3-, PO43-, H2PO4-, HPO4=, K+ (K2O), Ca+(CaO),
Mg2+ (MgO), dan SO4= (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Hasil analisa tanah memberikan gambaran tentang status nutrisi didalam
tanah. Informasi yang dapat diperoleh dari hasil analisa tanah antara lain pH
tanah, bahan organik yang tersedia, ketersediaan nutrisi didalam tanah, nutrisi
yang dapat diserap oleh tanaman, kemampuan tanah untuk melepaskan nutrisi
agar dapat diserap tanaman. Dari informasi tersebut dapat diketahui status nutrisi
tanah apakah tergolong sangat rendah atau sangat tinggi (Lumbangaol, 2011).
Menurut Mutert (1999) dalam Lumbangaol (2011) status nutrisi didalam
tanah dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Status Nutrisi Didalam Tanah
Status Nutrisi Tanah
Sangat
Rendah
Sedang Tinggi
Rendah
pH
0,3
>18
terinduksi
mungkin
mungkin
Unsur Nitrogen dan Fosfor
Persediaan Nitrogen yang utama di alam ini adalah Nitrogen yang ada di
atmosfer, di mana kira-kira 80% lebih unsur Nitrogen menyusun atmosfer
tersebut. Melalui proses fiksasi biologi, Nitrogen masuk dalam siklus. Ammonium
Universitas Sumatera Utara
6
adalah sumber utama Nitrogen untuk mikroorganisme dan fungi. Sebagian besar
tanaman tidak mampu mengasimilasikannya. Oleh karenanya ia membutuhkan
Nitrat yang dihasilkan oleh bakteri nitrifikasi. Nitrifikasi merupakan proses aerob
yang terjadi pada tanah dengan pH netral dan akan terhambat prosesnya dalam
keadaan anaerob atau keadaan tanah menjadi asam. Proses nitrifikasi ini
berlangsung melalui beberapa tahap yaitu:
a)
Oksida ammonia menjadi Nitrit
2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 156,8 kal
b) Tahap oksidasi Nitrit menjadi Nitrat
2HNO2 + O2 2HNO3 + 44 kal
(Yuliprianto, 2010).
Untuk menghitung kadar Nitrogen dalam air biasanya menggunakan
metode Kjeldhal. Prinsip metode Kjeldhal adalah mula – mula bahan didekstruksi
dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis selenium oksiklorida atau butiran
Zn. Ammonia yang terjadi ditampung dan dititrasi dengan bantuan indikator.
Metode Kjeldhal pada umumnya dapat dibedakan atas dua cara, yaitu cara makro
dan semimikro. Cara makro – Kjeldhal digunakan untuk sampel yang sukar
dihomogenisasi dan besarnya 1–3 gram, sedangkan semimikro – Kjeldhal
dirancang untuk sampel yang berukuran kecil, yaitu kurang dari 300 mg dari
bahan yang homogen (Bintang, 2010).
Beberapa tahapan dalam Metode Kjeldhal antara lain:
1. Tahap Destruksi
Pada tahap ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi
destruksi menjadi unsur – unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi
Universitas Sumatera Utara
7
CO, CO2 dan H2O. Sedangkan Nitrogennya (N) akan berubah menjadi
(NH4)2SO4. Untuk mempercepat proses dekstruksi sering ditambahkan katalisator
selenium. Dengan penambahan bahan katlisator tersebut titik didih asam sulfat
akan dipertinggi sehingga destruksi berjalan lebih cepat. Suhu destruksi berkisar
antara 370 – 4100C. Proses destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih
atau tidak berwarna lagi.
2. Tahap Destilasi
Pada tahap destilasi ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia (NH3)
dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Ammonia yang
dibebaskan selanjutnya ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang
dipakai adalah asam borat 3% dalam jumlah yang berlebihan. Untuk mengetahui
asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator misalnya BCG + MR dan
atau PP. Destilasi diakhiri bila sudah semua ammonia terdestilasi dengan ditandai
destilat bereaksi.
3. Tahap Titrasi
Banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui
dengan titrasi menggunakan asam klorida 0,01 N dengan perhitungan sebagai
berikut :
%N=
� �� (
(Sudarmadji, 1989).
�
�−
) x N HCl x 14 x 100 %
................. (1)
� (�) � 1000
Siklus Nitrogen merupakan proses berantai yang sangat kompleks, yaitu
bahwa semua organism, sejak mikroorganisme, tanaman dan hewan ikut berperan
di dalamnya, yaitu sebagai berikut. Nitrogen udara ditambat secara fisik (loncatan
Universitas Sumatera Utara
8
bunga api listrik), secara kimia (pabrik pupuk) dan secara biologis (fiksasi),
kemudian jatuh ke dalam tanah, dan dimanfaatkan oleh tanaman. Tanaman yang
hidup subur kemudian dijadikan bahan makanan oleh hewan dengan
menghasilkan protein hewani. Kalau kemudian kotoran dan tanaman/hewan mati
dan jatuh di tanah, oleh bakteri pembusuk akan di uraikan menjadi NH3 yang
selanjutnya menjdi Nitrit dan Nitrat. Nitrat merupakan pupuk tanaman, sedangkan
sebagian lagi melalui proses denitrifikasi akan diubah menjadi Nitrit, ammonia,
kemudian Nitrogen (N2) yang langsung terkumpul di udara (Yuliprianto, 2010).
Fosfor banyak terdapat diperairan dalam bentuk inorganik dan organik
sebagai larutan, debu dan tubuh organisme. Sumber utama Fosfat inorganik dari
penggunaan detergen dan pupuk pertanian. Fosfat organik berasal dari makanan
dan buangan rumah tangga. Semua Fosfat mengalami proses perubahan biologis
menjadi Fosfat iorganik yang selanjutnya digunakan oleh tanaman untuk
membuat energi (Sutrisno, 2006).
Jumlah kandungan seluruh Fosfor dalam tanah tidak secara langsung
penting dalam praktek, tetapi sering digunakan sebagai petunjuk pelapukan.
Jumlah seluruh Fosfor dalam tanah atas menurun dengan intensitas pelapukan
yang meningkat. Fosfor organik biasanya merupakan penyebab terdapatnya 20
sampai 50 persen seluruh Fosfor tanah atas. Pada oksisol, ultisol, dan alfisol yang
lebih lapuk, Fosfor organik sering memberikan 60 sampai 80 persen dari seluruh
Fosfor tanah (Sanchez, 1992).
Analisis dengan spektrofotometer, cara kerjanya berdasarkan atas
pengukuran energi cahaya yang diserap oleh larutan dalam suatu suspensi. Pada
spektrofotometri ultraviolet yang diserap adalah cahaya ultra ungu, dengan cara
Universitas Sumatera Utara
9
ini larutan tidak berwarna dapat diukur. Metode spektrofotometri sinar tampak
(Visible) didasarkan pada penyerapan sinar tampak oleh suatu larutan berwarna.
Senyawa tidak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan
larutan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna (Hendayana, 1994).
Spektrofotometer pada hakikatnya mengukur besarnya absorbsi radiasi
dari sinar yang melalui medium berwarna. Oleh hukum Beer-Lambert dinyatakan
bahwa besarnya absorbsi radiasi berbanding lurus dengan konsentrasi zat yang
dilalui oleh radiasi. Jika suatu larutan analit ingin diukur, maka sebelumnya harus
direaksikan dengan bahan tertentu sehingga menimbulkan warna yang spesifik
yang kepekatannya sebanding dengan konsentrasinya. Untuk mengetahui
konsentrasi analitnya maka digunakan larutan standar, yaitu larutan yang telah
ditetapkan konsentrasinya dan diberi bahan yang dapat memberikan warna yang
sama. Kemudian diukur absorbennya di spektrofotometer. Besarnya konsentrasi
analit dari bahan yang diukur dapat diketahui dengan menginterpolasikan nilai
absorbennya ke grafik larutan standar (Muklis, 2007).
Salah satu metode analisis kuantitatif Fosfat yaitu metode asam askorbat.
Metode ini merupakan salah satu pereduksi yang dapat menghasilkan senyawa
kompleks berwarna. Dalam metode asam askorbat, amonium molibdat bereaksi
dalam medium asam dengan Fosfat membentuk kompleks fosfomolibdat
berwarna kuning yang akan direduksi menjadi kompleks biru-molibdem
(molibdenum blue) oleh asam askorbat yang mempunyai panjang gelombang
absorbansi maksimum 880 nm. Metode asam askorbat ini dapat digunakan untuk
berbagai tipe sampel dan mengalami gangguan yang lebih sedikit dibanding
Universitas Sumatera Utara
10
dengan metode lain, selain itu metode ini lebih sederhana, cepat dan akurat
(Baush, 1974).
Fosfat banyak terdapat diperairan dalam bentuk inorganik dan organik
sebagai larutan, debu, dan tubuh organisme. Sumber utama Fosfat inorganik dari
penggunaan detergen, dan pupuk pertanian. Fosfat organik berasal dari makanan
dan buangan rumah tangga. Semua Fosfat mengalami proses perubahan biologis
menjadi Fosfat inorganik yang selanjutnya digunakan oleh tanaman untuk
membuat energi (Sutrisno, 2006).
Fosfat alam merupakan sumber P yang dapat digunakan sebagai bahan
baku industri seperti pupuk P yang mudah larut (antara lain TSP, SP-18, SSP,
DAP, MOP). Industri pupuk menggunakan sekitar 90% Fosfat alam yang
diproduksi di dunia. Fosfat alam dari deposit batuan sedimen sebagian besar telah
mempunyai reaktivitas yang cukup memadai untuk tanaman pangan dan
perkebunan. Sedangkan Fosfat alam dari batuan beku mempunyai reaktivitas yang
rendah sehingga perlu proses pengasaman dulu untuk digunakan sebagai pupuk
(Sutriadi, dkk, 2010).
Fosfat dalam tanaman dapat memisahkan diri sebagai H2PO4 dari organik
Fosfat. Beberapa dari H2PO4 merupakan eksudat akar-akar tanaman. Fosfat juga
diproduksi oleh bakteri dan organisme lain. Enzim Fosfatase menghidrolisa
Fosfor organik dari sisa-sisa bahan yang sudah mati yang membuat tersedia bagi
tanaman. Beberapa enzim yang lain juga aktif melakukan dekomposisi molekul
organik yang mengandung Fosfat dan mineral Fosfat. Sebagian Fosfat digerakan
dari tanah adalah Fosfat organik yang larut yang mungkin mengandung sebanyak
setengah atau lebih Fosfor tanah yang larut (Yulipriyanto, 2010).
Universitas Sumatera Utara
11
Debit Sungai
Debit
Debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu
penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya
debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/ dt). Dalam laporanlaporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran.
Hidrograf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan
karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam suatu DAS (oleh adanya
kegiatan pengelolaan DAS) dan atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau
tahunan) iklim lokal (Asdak, 1995).
Debit aliran sungai akan naik setelah terjadi hujan yang cukup, kemudian
akan turun kembali setelah hujan selesai. Gambar tentang naik turunnya debit
sungai menurut waktu disebut hidrograf. Bentuk hidrograf sungai tegantung dari
sifat hujan dan sifat-sifat daerah aliran sungai yang bersangkutan (Arsyad, 2006).
Sebagian besar debit aliran pada sungai kecil yang masih alamiah adalah
debit aliran yang berasal dari air tanah atau mata air dan debit aliran air
permukaan (air hujan). Dengan demikian aliran air pada sungai kecil pada
umumnya lebih menggambarkan kondisi hujan daerah yang bersangkutan.
Sedangkan sungai besar, sebagian besar debit alirannya berasal dari sungai-sungai
kecil dan sungai sedang diatasnya. Sehingga aliran air sungai besar tidak mesti
menggambarkan kondisi hujan dilokasi yang bersangkutan. Aliran dasar pada
sungai kecil terbentuk dari aliran mata air dan air tanah, sedang aliran dasar pada
sungai besar dibentuk dari aliran dasar sungai-sungai kecil dan sedang diatasnya
(Maryono, 2005).
Universitas Sumatera Utara
12
Bangunan Ukur Debit Sungai
Bangunan ukur biasanya difungsikan pula sebagai bangunan pengontrol.
Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan taraf muka air yang direncanakan dan
untuk mengalirkan debit tertentu. Jenis – jenis bangunan ukur yang biasanya
digunakan anatara lain yaitu:
a. Ambang tajam; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka.
b. Ambang lebar; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
c. Tipe Parshall; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
d. Tipe Cipoletti; aliran atas dan tidak dapat mengatur taraf muka air.
e. Tipe Romijn; aliran atas dan dapat mengatur taraf muka air.
f. Tipe Crump de Gruyter; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
g. Pipa Sadap Sederhana; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
h. Constant Head Office; aliran bawah dan dapat mengatur taraf muka air.
(Mawardi, 2007).
Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Bangunan ini merupakan penyempurnaan dari alat ukur ambang tajam
yang di kontruksi sepenuhnya dengan cara berbentuk trapezium. Lubang
pengaliran berbentuk trapesium dengan sisi – sisi yang miringnya 4:1. Kelebihan
bangunan ukur ini ialah bangunannya sederhana, mudah dibuat dengan biaya yang
tidak terlalu mahal, jika diberi papan duga berskala liter petani akan mudah
mengetahui volume air yang dipakai dan dapat digunakan untuk mengukur debit
air pada saluran yang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan tersier.
Sedangkan kelemahan nya ialah pengukuran debit sulit karena harus dilakukan
Universitas Sumatera Utara
13
dua orang, sedimentasi terjadi di hulu, benda – benda hanyut tidak mudah di
lewatkan. Perhitungan debit dengan bangunan ukur tipe Cipoletti adalah:
Q = 1,86 . L . h3/2 ……………. (2)
Dimana :
Q = Debit air (l/s)
L = Lebar ambang (m)
h = Tinggi muka air dari ambang (m)
Gambar 1. Bangunan Ukur Tipe Cipoletti
Keterangan Gambar : h = tinggi muka air dari ambang (m)
L = lebar ambang (m)
(Mawardi, 2007).
Bangunan ukur Cipoletti ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
a. Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan lokal seperti
kayu, plat besi dan sebagainya.
b. Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluran yang berukuran kecil,
misalnya saluran sekunder dan tersier.
c. Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan. Sangat cocok
untuk areal perkebunan tebu yang sering pindah-pindah lokasi atau untuk
keperluan penelitian efisiensi irigasi dan kebutuhan air tanaman.
Universitas Sumatera Utara
14
d. Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air yang cukup
dan tidak cocok dipakai diareal irigasi yang datar.
e. Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat
mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu pemeliharaan yang teratur.
Kelebihan dan Kekurangan bangunan ukur Cipoletti antara lain :
1. Kelebihan Bangunan ukur Cipoletti
a. Sederhana dan mudah dibuat.
b. Biaya pelaksanaannya tidak mahal.
2. Kelemahan bangunan ukur Cipoletti
a. Terjadi sedimentasi dihulu bangunan .
b. Pengukuran debit tidak bisa dilakukan jika muka air hilir naik diatas elevasi
ambang bangunan ukur.
(Limantara, 2010).
Areal Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV Pabatu
PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Kebun Pabatu didirikan pada
tahun 1938 oleh Maschapay Belanda dengan nama CMO (Cultural Maschapay
Onderniming) yang mengusahakan tanaman tembakau, pada tahun itu juga
berubah menjadi HU Bandar Oil Elasiquenensis pada tahun 1942 – 1945 dikuasai
oleh pemerintah Indonesia, tepatnya pada saat revolusi fisik (PTPN IV, Pabatu).
Pada 1947 sampai Desember 1957 kembali dikuasai oleh BOCM Belanda,
tetapi pada 1958 dikuasai oleh pemerintah Indonesia, dengan nama PPN (Pusat
Perkebunan Negara) IV dan bulan Januari 1963 diganti namanya menjadi PPN
SUMUT ANTAN II yang mengolah kelapa sawit dan kakao (cokelat). Bulan
Oktober 1978 berganti namanya menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Pabatu.
Universitas Sumatera Utara
15
Berdasarkan keputusan Menteri Dalam Negeri UP. Dirjen Agraria tanggal 2 Juni
1978 SK. 19/HGU/DALAM/1978 dengan membudidayakan tanaman kelapa sawit
dan kakao (cokelat). Kemudian pada tanggal 11 Maret 1996 namanya diganti
menjadi PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu. Unit Kebun Pabatu terletak
di antara Kecamatan Tebing Tinggi dan Dolok Merawan Kabupaten Serdang
Bedagai serta mempunyai letak geografis yang berjarak ± 7 Km dari Kota Tebing
dan ± 87 Km dari Kota Medan serta ± 40 Km dari Kota Pematang Siantar. Unit
Kebun Pabatu berada pada ketinggian ± 300 m di atas permukaan laut dengan
topografi bergelombang. Luas seluruh areal afdeling di PKS PTPN IV (Persero)
Kebun Pabatu ialah 5.754,04 Ha (PTPN IV, Pabatu).
Jenis tanah yang terdapat di kebun Pabatu adalah Typic Dystrudepts
(Podsolik coklat kemerahan) yang terbentuk dari bahan rokanis muda dengan
tekstur tanah adalah lempung liat berpasir. Di Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV
kebun Pabatu memiliki 7 (tujuh) Afdeling (PTPN IV, Pabatu). 1 (satu)
diantaranya yaitu pada Afdeling 2 (dua) merupakan titik outlet tempat
pengambilan sample air. Pada tempat pengambilan sample air di bangun sekat
ukur Cipoletty untuk menentukan debit sungai.
Universitas Sumatera Utara