Permasalahan dan PenanggulanganSedimentasi Settling Ponds

Disajikan oleh

REKABUMI ENVIRO CONSULTANT

Permasalahan sedimentasi waduk tidak lepas dari permasalahan erosi yang terjadi di daerah tangkapan dan teknologi konservasi yang diterapkan.

Pada kondisi dimana sedimentasi waduk yang terjadi berlebihan, perlu upaya pengendalian erosi (konservasi tanah) yang tepat agar waduk tetap dapat beroperasi sesuai dengan perencanaan, dan pemanfaatan air dapat berjalan sesuai dengan rencana.

Erosi adalah merupakan suatu proses penghanyutan tanah oleh kekuatan air (dan angin), baik yang terjadi secara alamiah maupun sebagai akibat tindakan/perbuatan manusia; dan dalam hal ini dikenal dua jenis erosi, yaitu :

1. normal atau geological erosion 2. accelerated erosion.

erosi tidak dapat terpisahkan dari proses sedimentasi. Sedimentasi adalah merupakan proses pengendapan butir-butir tanah yang telah terhanyutkan atau terangkut, pada tempat-tempat yang lebih rendah dan/atau pada sungai-sungai atau waduk-waduk. Banyak sedikitnya partikel tanah tererosi sangat dipengaruhi oleh faktor iklim, tanah, bentuk kewilayahan (topografi), tanaman penutup tanah (vegetasi), dan faktor kegiatan/perlakuan manusia terhadap tanah.

Proses kejadian normal / geological erosion adalah melalui tahap-tahap :

1. pemecahan agregat-agregat tanah atau bongkah-bongkah tanah ke dalam partikel-partikel tanah yang berukuran lebih kecil;

2. pemindahan partikel-partikel tanah, baik dengan melalui penghanyutan oleh air (maupun karena kekuatan angin);

3. pengendapan partikel-partikel tanah yang terpindahkan atau terangkut ke tempat-tempat yang lebih rendah atau di dasar-dasar sungai/waduk.

Proses kejadian accelerated erosion sama seperti proses kejadian normal/geological erosion, akan tetapi kejadiannya dipercepat akibat tindakan atau perbuatan manusia yang bersifat negatif, atau karena adanya kesalahan dalam pengelolaan tanah / lahan.

Erosi yang dipercepat seringkali menimbulkan dampak yang merugikan bagi kehidupan manusia.

Secara lebih rinci lagi, erosi ini dapat dibedakan :

1. sheet erosion (erosi permukaan), 2. rill erosion (erosi alur), 3. gully erosion (erosi parit) 4. stream bank erosion (erosi tebing sungai). Seperti

pada dinding settling ponds

Teknologi Pengendalian Erosi atau pencegahan erosi (konservasi tanah) berarti menjaga agar struktur tanah tidak terdispersi, yang dapat dilakukan dengan mengatur kekuatan gerak dan jumlah aliran permukaan.

Beberapa usaha berikut ini dapat digunakan sebagai dasar dalam rangka mengendalikan erosi.

1. Menutup tanah dengan tumbuh-tumbuhan dan tanaman (atau sisa-sisa tanaman), agar tanah terlindung dari daya rusak butir-butir hujan yang jatuh. Butir-butir hujan yang jatuh diusahakan tidak langsung mengenai tanah, sehingga tanah tidak terdispersi. Disamping itu dengan adanya tanaman penutup (atau sisa-sisa tanaman yang menutup tanah), akan menghindarkan butiran tanah untuk ikut terbawa aliran permukaan.

2. Memperbaiki dan menjaga keadaan tanah agar resisten terhadap penghancuran butiran tanah dan terhadap pengangkutan butir tanah oleh aliran permukaan, serta memperbesar daya tanah untuk menyerap air di permukaan tanah.

3. Mengatur aliran permukaan agar mengalir dengan kecepatan yang tidak merusak dan memperbesar jumlah air yang terinfiltrasi ke dalam tanah. Dalam hal ini diupayakan agar aliran permukaan tidak mengalir searah lereng akan tetapi sejajar dengan arah garis kontur sehingga kecepatan aliran permukaan kecil.

Untuk lahan dengan nilai permeabilitas tanah cukup besar diupayakan sebanyak mungkin air hujan terinfiltrasi ke dalam tanah sehingga jumlah aliran permukaan berkurang dan erosi lahan akan berkurang.

Dengan memperhatikan prinsip-prinsip di atas, usaha pengendalian erosi dapat dilaksanakan dengan teknologi atau cara-cara sebagai berikut

1). cara vegetatif, 2). cara mekanis, 3). cara vegetatif-mekanis

Cara vegetatif umumnya dilakukan dengan cara memberi proteksi tanah dengan vegetasi, sehingga tanah dapat menahan energi hujan yang bersifat erosif, menjaga infiltrasi yang besar, dan mereduksi atau mengurangi aliran permukaan.

Cara mekanis meliputi pembentukan permukaan lahan (misalnya membuat terasering) yang bertujuan mengurangi laju aliran permukaan dan mengarahkannya keluar lahan dengan sedapat mungkin mereduksi erosi yang terbawa.

Kedua metode tersebut sering dilakukan secara simultan; metode mekanis sangat diperlukan jika kemiringan lahan cukup besar, dimana dengan cara vegetatif saja penanggulangan erosi masih kurang efektif.

Cara vegetatifmekanis merupakan gabungan antara cara vegetatif dan penggunaan konstruksi tambahan (mekanis) yang dapat menggunakan konstruksi batu/beton atau teknologi geojute/cocomesh (sabut kelapa) yg ramah lingkungan.

A = RKLSCP

A = adalah banyaknya tanah yang tererosi dalam [ton per hektar per tahun]

R = faktor curah hujan dan aliran permukaaan (erosivitas hujan)

K = faktor erodibilitas tanah,

L = faktor panjang lereng, S = faktor kecuraman lereng C = faktor vegetasi penutup tanah dan

pengelolaan tanaman,

P = faktor tindakan-tindakan khusus konservasi tanah.

Erosivitas hujan dihitung dengan persamaan yang diusulkan oleh Bols (1978, dalam Kironoto dan Yulistyanto, 2000), yang merupakan rumus pendekatan dari besarnya erosivitas hujan, EI30, dari Wischmeier dan Smith,

Rm = 2,21 Pm 1.36

dimana Rm = erosivitas hujan bulanan Pm = hujan bulanan dalam [cm]

Faktor erodibilitas tanah, K, didasarkan pada kondisi tanah di lapangan, yang nilainya dipengaruhi oleh prosentase pasir, pasir sangat halus, lumpur, bahan organik, struktur tanah, dan permeabilitas tanah. Panjang lereng, L, dan kecuraman lereng, S, sering dinyatakan dengan faktor LS. Nilai LS untuk suatu bidang tanah dapat dihitung dengan persamaan:

LS =(X/22,1)m (0,065 + 4.56 sin + 65,41 sin2Q)

atau LS =(X/22,1)m (0,065 + 0,045 s + 0,0065 s2)

dimana m = suatu tetapan yang dipengaruhi oleh nilai s =

sudut kemiringan lereng tanah dalam [derajat] s = kemiringan lereng tanah dalam [persen]

C adalah faktor yang mengukur pengaruh jenis tanaman terhadap erosi. Nilai faktor C dipengaruhi oleh banyak parameter yang dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu parameter alami dan parameter yang dipengaruhi oleh sistem pengelolaannya. Nilai faktor P adalah faktor praktek pengendalian laju erosi (pengelolaan) secara mekanis, seperti misalnya penanaman mengikuti kontour, strip cropping, dan pembuatan teras.

Dengan mengetahui besarnya erosi yang terjadi (dengan persamaan USLE), dapat diperoleh gambaran tentang besarnya erosi yang terjadi pada suatu daerah tangkapan (sungai/waduk).

Teknologi Pengendalian Erosi Pengendalian atau pencegahan erosi (konservasi tanah) berarti menjaga agar struktur tanah tidak terdispersi, yang dapat dilakukan dengan mengatur kekuatan gerak dan jumlah aliran permukaan.

Sehubungan dengan permasalahan erosi sedimentasi sebagaimana disebutkan di atas, berikut ini disampaikan contoh kasus permasalahan erosi dan sedimentasi. Adapun waduk yang akan ditinjau adalah DS2 Settling Pond yang mempunyai volume tampungan (kotor) sebesar 490,000 m3 pada elevasi + 18.5 m, serta mempunyai luas daerah tangkapan sebesar 1.2387 km2.

Untuk mengetahui seberapa besar permasalahan erosi yang terjadi di daerah tangkapan DS2, berikut ini diberikan contoh perhitungan erosi di daerah tangkapan waduk. Perhitungan erosi dilakukan dengan menggunakan persamaan USLE (Universal Soil Loss Equation), dengan berdasarkan data sekunder yang didapatkan dari berbagai instansi terkait.

a. Kebutuhan Data Untuk memprediksi besarnya erosi yang terjadi diperlukan beberapa data, baik data yang berupa peta maupun data fisik lapangan. Beberapa jenis data yang diperlukan untuk perhitungan erosi permukaan di Daerah Tangkapan Air DS2 Settling Pond adalah sebagai berikut ini.

a. Data hujan Data hujan dipergunakan untuk menghitung erosivitas hujan. Dalam kasus DAS DS2 digunakan 1 stasiun hujan yang berada pada / di dekat DAS DS2.

b. Data berupa peta Beberapa jenis peta yang diperlukan untuk perhitungan adalah sebagai berikut:

Peta kelerengan tanah Dengan peta ini dapat diperoleh informasi tentang kemiringan lereng dan panjang lereng pada DAS yang bersangkutan. Dari peta tersebut dapat diperoleh pula nilai Indeks faktor panjang kemiringan lereng, LS.

Peta jenis tanah

Peta tanah ini dipergunakan untuk mendapatkan informasi tentang jenis tanah yang selanjutnya dipergunakan untuk mendapatkan faktor erodibilitas tanah,

Peta penggunaan lahan Informasi dari peta tata guna lahan ini

dipakaiuntuk menentukan faktor penutup tanah, C.

b. Analisis Data Analisis/ perhitungan erosi permukaan dimulai

dengan menghitung beberapa parameter sebagai berikut :

  1. Perhitungan Faktor erosivitas hujan, R Faktor

erosivitas hujan diperoleh dari data curah hujan, yang untuk kasus DAS DS2 Settling Pond diperoleh dari stasiun hujan Pit D. Data curah hujan dari stasiun tersebut adalah berupa data hujan harian. Dari data curah hujan harian tersebut selanjutnya dihitung hujan rerata.

2. Penentuan Faktor Erodibilitas Tanah, K Dalam menentukan nilai erodibilitas tanah di DAS DS2, nilai K diperoleh dari peta tanah yang diperoleh . Dari data yang diperoleh, diketahui bahwa nilai faktor erodibilitas tanah untuk DAS DS2 adalah sebesar 0,36 sesuai dengan kondisi jenis tanah yang seragam di DAS DS2, yaitu tanah Latosol kuning kemerahan.

3. Penentuan Faktor L dan S Faktor kemiringan lereng juga ditentukan berdasarkan peta kemiringan

lereng yang diperoleh dari menghitung kelerengan dari peta yang ada.

  4. Penentuan Faktor C dan P Indeks faktor pengelolaan tanaman dan teknik

konservasi tanah diperoleh dari peta penggunaan lahan. Dari peta dan hasil survei diketahui penggunaan lahan di DAS DS2 beupa huta, disturb area dan rehab area. Dari peta tersebut dapat diklasifikasikan jenis-jenis lahan beserta nilai faktor pengelolaan tanaman, C (Kironoto dan Yulistyanto, 2000).

e). Pembuatan Peta Tingkat Erosi Aktual   Peta tingkat erosi aktual dapat diperoleh dengan cara

menumpang tindihkan (overlay) peta-peta yang ada peta erosivitas hujan, peta jenis tanah, peta kelerengan tanah, dan peta penggunaan lahan ¾, yang selanjutnya dapat diperoleh peta unit lahan. Mengacu pada hasil overlay dari beberapa peta yang ada terutama peta penggunaan lahan, daerah tangkapan DS2 Settling Pond dapat dibagi dalam 21 unit lahan, sebagaimana diberikan pada Gambar 1. Pada masingmasing unit lahan tersebut dapat ditentukan indeks dari masing-masing faktor penentu besarnya tanah yang hilang berdasarkan persamaan USLE. Perlu diingat bahwa rumus USLE dikembangkan untuk suatu bidang tanah yang berukuran kecil, sehingga perhitungan dilakukan berdasarkan unit lahan.

Hasil hitungan erosi lahan untuk bulan Januari tahun 2001 diperlihatkan pada Tabel 1, sedangkan rekap hasil hitungan untuk bulan-bulan yang lain di tahun 2001 diberikan pada Tabel 2. Dari tabel tersebut diketahui bahwa laju erosi permukaan di DAS DS2 cukup besar, yaitu sekitar 37,207 mm/tahun, dengan penyumbang erosi terbesar diketahui berasal dari areal disturb. Nilai laju erosi

permukaan sebesar 37,207 mm/thn ini ekivalen dengan besarnya erosi sebesar 82.976,30 m3/thn (dengan mengambil nilai berat volume tanah sebesar = 1,8 ton/m3).