MAKALAH

Makalah Falsafah Sains (PPs 702)

Program Pasca Sarjana / S3

Institut Pertanian Bogor

November 2001

Dosen:

Prof Dr Ir Rudy C Tarumingkeng (Penanggung Jawab)

METODE PENELITIAN KONDISI FUNGSI HIDROLOGIS DAS CIMANUK-CISANGGARUNG DAN BEBERAPA DAS DI P. JAWA MELALUI ANALISIS HIDROGRAF DAN ANALISIS ANGKUTAN SEDIMEN

Oleh:

Saihul Anwar

NRP A236010051

E-mail: saihul17854@yahoo.com

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan pembangunan dibidang pemukiman, pertanian, perkebunan, industri, ekploitasi sumber daya alam berupa penambangan, dan ekploitasi hutan menyebabkan penurunan kondisi hidrologis suatu daerah aliran sungai (DAS). Gejala penurunan fungsi hidrologis DAS ini dapat dijumpai di beberapa wilayah Indonesia, seperti di P. Jawa, P. Sumatera, dan P. Kalimantan, terutama sejak tahun dimulainya Pelita I yaitu pada tahun 1972. Penurunan fungsi hidrologis tersebut menyebabkan kemampuan DAS untuk berfungsi sebagai “storage” air pada musim kemarau dan kemudian dipergunakan melepas air sebagai “base flow” pada musim kemarau, telah menurun. Ketika air hujan turun pada musim penghujan air akan langsung mengalir menjadi aliran permukaan yang kadang-kadang menyebabkan banjir dan sebaliknya pada musim kemarau aliran “base flow” sangat kecil bahkan pada beberapa sungai tidak ada aliran sehingga ribuan hektar sawah dan tambak ikan tidak mendapat suplai air tawar .

Besarnya aliran permukaan yang terjadi pada musim penghujan dan berkurangnya luas kawasan hutan serta semakin luasnya bagian permukaan tanah DAS yang terbuka menyebabkan erosi permukaan menjadi semakin besar sehingga angkutan sedimen aliran permukaan bertambah besar pula. Angkutan sedimen yang terbawa aliran air akan mengendap di alur sungai bagian sebelah hilir dan pada bangunan pengairan, seperti bendung, dan saluran irigasi.

Walaupun masih banyak parameter lain yang dapat dijadikan ukuran kondisi suatu daerah aliran sungai, seperti parameter kelembagaan, parameter peraturan perundang-undangan, parameter sumber daya manusia, parameter letak geografis, parameter iklim, dan parameter teknologi, akan tetapi parameter air masih merupakan salah satu input yang paling relevan dalam model DAS untuk mengetahui tingkat kinerja DAS tersebut, khususnya apabila dikaitkan dengan fungsi hidrologis DAS. Berdasarkan pertimbangan hal tersebut maka pembahasan kondisi DAS dalam makalah ini memakai hidrograf aliran dan angkutan sedimen sebagai ukuran tingkat kinerja DAS.

St. Thomas Aquinas adalah seorang philosophy di Universitas Paris (1225-1274) yang menganut paham rasionalist dan empirist mengatakan bahwa pembenaran ilmu tidak hanya dibuktikan dengan logika (rasional) tapi juga harus melalui pembuktian (empiris), sehingga apabila satu kesimpulan yang ditarik berdasarkan salah satu alasan saja maka kebenaran ilmu masih diragukan. Akan tetapi sebaliknya apabila dalam pembuktian suatu hipotesis yang berdasarkan satu parameter saja ditemukan kesalahan maka dapat disimpulkan bahwa hipotesis tersebut salah. Teori yang demikian berdasarkan teori “inductive logic” yaitu menarik suatu kesimpulan umum berdasarkan suatu hal yang sepesifik. Dengan demikian maka apabila berdasarkan analisa hidrograph aliran ternyata perbedaan besar debit pada musim penghujan dan musim kemarau cukup besar dan apabila berdasarkan analisa angkutan sedimen sungai ternyata besar angkutan sedimen melebihi batas yang dapat ditoleransi maka dapat disimpulkan bahwa kondisi DAS dalam keadaan rusak.

Pada model pengelolaan DAS dibawah input hidrograp aliran air sungai dan input angkutan sedimen dijadikan sebagai dasar apakah cukup significant hypotesis yang menyebutkan bahwa kerusakan DAS yang ditunjukkan oleh kedua parameter tersebut. Apabila hasil analisa menunjukkan tidak cukup significant maka kondisi DAS disimpulkan dalam keadaan baik sebaliknya apabila cukup significant maka penelitian dilanjutkan dengan memasukkan input yang lain seperti input institusi, input sumber daya manusia, input sumber daya alam dan input social ekonomi.

Hasil analisa dengan masukan masing-masing input tersebut dipergunakan untuk menentukan kebijakan, strategi dan perencanaan daerah aliran sungai yang paling tepat dan selanjutnya dituangkan dam program pelaksanaan pengelolaan DAS.

METODOLOGI

Hidrograf adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara besar aliran persatuan waktu (m³/detik), yang biasa disebut debit aliran Q, dengan waktu t. Hidrograf yang menggambarkan suatu DAS yang baik adalah hidrograp yang menggambarkan hubungan yang tidak terlalu berbeda besar debit aliran pada saat musim penghujan dan musim kemarau. Demikian pula dengan kandungan angkutan sedimen dalam aliran dapat menggambarkan kondisi suatu DAS.

Menurut Hammer, 1981 apabila kandungan sedimen yang terdapat dalam aliran telah melampaui batas toleransi (TSL) maka kondisi suatu DAS dalam keadaan kurang baik. Menurut Sitanala Arsyad 1998 gambaran umum batasan toleransi erosi di Indonesia tercantum dalam tabel di bawah:

Tabel No.1 Pedoman Penetapan Nilai T Untuk Tanah di Indonesia
No	Sifat Tanah dan Substratum	Nilai T (mm/tahun)
1	Tanah sangat dangkal di atas batuan	0.0
2	Tanah sangat dangkal di atas tanah sudah melapuk (tidak terkonsolidasi)	0.4
3	Tanah dangkal di atas bahan telah melapuk	0.8
4	Tanah dengan kedalaman sedang di atas bahan telah melapuk	1.2
5	Tanah yang dalam dengan lapisan bawah yang kedap air di atas substrata yang telah melapuk	1.4
6	Tanah yang dalam dengan lapisan bawah berpermiabelitas lambat di atas substrata yang telah melapuk	1.6
7	Tanah yang dalam dengan lapisan bawahnya berpermiabilitas sedang di atas substrata yang telah melapuk	2..0
8	Tanah yang dalam dengan lapisan bawah yang permeable di atas substrata yang telah melapuk	2.5

I. Analisis aliran sungai.

Penemuan ilmu hidrolika pada abad ke dua puluhan yang sebagian besar berdasarkan pecobaan empiris. Perkembangan ilmu komputer yang begitu pesat sekarang yang belum banyak dipergunakan oleh para ilmuwan dalam mengembangkan teori hidrolika pada abad yang lalu, diyakini akan mengilhami penemuan baru dalam teori hidrolika pada abad ke dua puluh satu ini.

Pengukuran aliran sungai untuk menghitung dan menggambarkan hidrograph aliran masih menggunakan cara yang konvensional yaitu dengan mengukur kecepatan pada ketinggian tertentu untuk mewakili suatu luasan penampang. Pertanyaannya apakah kecepatan tersebut cukup untuk mewakili?. Jawabannya pasti terdapat kesalahan yang besarnya akan sangat tergantung dari apakah pelaksanaan pengukuran yang dilakukan sudah sesuai dengan asumsi yang ditentukan. Kemudian pertanyaannya adalah seberapa besarkah kesalahan teori kecepatan terhadap kecepatan aliran yang sesunguhnya. Jawabannya, sampai sekarang ilmu pengetahuan mengenai distribusi kecepatan air masih menggunakan penemuan empiris. Penentuan besar debit aliran sungai dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut yaitu:

1. Pengukuran debit sungai dilakukan dengan terlebih dahulu mengukur tinggi muka air sungai dengan alat ukur otomatis automatic water level record (AWLR) atau dengan alat ukur manual ordinary water level record (OWLR). Pemasangan alat ukur ini dilakukan pada tempat dimana penampang sungai stabil, alur sungai relatif lurus, serta bentuk penampang sungai yang teratur.

2. Pengukuran debit sungai dilakukan beberapa kali pada ketinggian air sungai yang berbeda-beda dengan metode slope area yaitu dengan membagi-bagi penampang sungai menjadi beberapa pias. Pada contoh dibawah penampang sungai dibagi menjadi 9 pias yang lebarnya sama. Kemudian pada masing-masing pias ini dilakukan pengukuran kecepatan airnya dengan cara sebagai berikut:

a. Apabila kedalaman sungai cukup dalam maka pengukuran kecepatan dilakukan pada kedalaman 0.2 x ketinggian air dan pada kedalaman 0.8 x ketinggian air. Hasil pengukuran kecepatan misalnya v₁ dan v₂ maka kecepatan rata-rata sungai V adalah:

d. b. Apabila kedalaman air sungai relatif kecil maka pengukuran kecepatan air cukup dilakukan sekali saja yaitu pada kedalaman 0.6 x ketinggian air.

3. Debit sungai pada penampang tertentu dan pada kedalaman air tertentu dihitung dengan cara sebagai berikut:

Tabel No. 2 Perhitungan Debit
Nomor Pias	Kecepatan	Luas Pias	Debit Pias
1	.v₁	.a₁	.v₂ x a₂
2	.v₂	.a₂	.v₂ x a₂
3	.v₃	.a₃	.v₃ x a₃
4	.v₄	.a₄	.v₄ x a₄
5	.v₅	.a₅	.v₅ x a₅
6	.v₆	.a₆	.v₆ x a₆
7	.v₇	.a₇	.v₇ x a₇
8	.v₈	.a₈	.v₈ x a₈
9	.v₉	.a₉	.v₉ x a₉
Jumlah debit total penampang			Q

4. Pengukuran debit tersebut di atas dilakukan berkali-kali sehingga akan diperoleh hubungan antara kedalaman air sungai pada penampang tertentu dengan besar debit sungai pada penampang sungai tersebut yang disebut rating curve seperti pada gambar berikut: