...

ANALISIS DEBIT DRAINASE DI RAWA PASANG SURUT HUTAN

by user

on
Category: Documents
4

views

Report

Comments

Transcript

ANALISIS DEBIT DRAINASE DI RAWA PASANG SURUT HUTAN
ANALISIS DEBIT DRAINASE DI RAWA PASANG
SURUT HUTAN TANAMAN INDUSTRI (HTI) DI OGAN
KOMERING ILIR (OKI) SUMATERA SELATAN
( Analysis of Debit Drainage for Industrial Woods Forest tidal lowland
OKI South Sumatera)
Rosmina Zuchri¹, Budi Indra Setiawan², Dwi Setyawan³, Soewarso4
¹Mahasiswa S3, Ilmu-Ilmu Pertanian, Universitas Sriwijaya, [email protected]
²Departemen Teknik Sipil & Lingkungan, IPB, [email protected]
3
Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya, [email protected]
4
PT. Smart Palm Oil, Jakarta, [email protected]
ABSTRACT
The net of canal and control water building are needed in achieving and improving
the result production of woods industrial forest furthermore for economic national
development and social property. The canal constructing is important for debit
fluctuation in canal drainage in order for continuitas of water resources in wetland
area. The purpose of this research 1) determined debit of drainage and presentation
cross section as picture and formula rating curve, 2) analyzed fluctuation drainage
of debit as the result of water level HOBO measurement, This research was done in
tidal wetland at industrial wood forest OKI, South Sumatera. The way in getting the
fluctuation modelling for debit of drainage was using a computer program which is
known as Cubic Spline Interpolation (CSI). This program was used for picturing the
profil cross section which is presented in rating curve as the result of measurement
distance, deep canal and flow velocity as the input. As the result of this research,
the width of canal drainage is about 8-10 m with deep 3- 4 m. Debit downstream
is about 6,044 m3/second. and upstream 7,866 m3/second Rating curve is Qw=a.
Hw^b, where Qw is debit (m³/ second) and Hw is hight of water from datum canal
(m). The measurement of water level in canal drainage use Hobo data logger, the we
used formula rating curve. Debit downstream max 9,311 m3/second and water level
3,110 m, min 0,129 m3/det and water level 0,270 m, at upstream of debit max
7,017 m3/det and water level 2,823 m. min 0,099 m3/det and water level 0,227 m.
Key word: tidal lowland, cubic spline interpolation,rating curve. industrial woods
forest.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pemerintah, khususnya departemen kehutanan dalam salah satu
kebijakan reformasinya memberikan komitmen dan perhatian besar dalam
hal percepatan pengembangan hutan tanaman untuk meningkatkan potensi
hutan dan mendukung penyediaan bahan baku industri. Namun demikian,
26
Gea, Vol. 11, No. 1, April 2011
kemampuan pemerintah untuk merehabilitasi areal hutan yang telah rusak
terkendala oleh terbatasnya dana dan sumberdaya manusia. Oleh karena itu,
sudah saatnya pihak Badan Usaha Milik Swasta (BUMS) lebih berperan dalam
merehabilitasi sumberdaya hutannya yang sudah demikian mencemaskan,
dengan tujuan mengembalikan fungsi hutan sebagai sumber produksi kayu,
perlindungan maupun konservasi (Laporan Amdal, 2004). Salah satu BUMS
adalah Sinar Mas Group Forestry dengan luasan sekitar 500.000 Ha yang
ada di Sumatera Selatan. Dalam pengembangan pertanian lahan basah
memerlukan suatu teknologi dalam pengembangan yaitu reklamasi rawa.
atau sering disebut dengan pengembangan daerah rawa merupakan suatu
proses kegiatan yang ditujukan untuk meningkatkan fungsi dan manfaat rawa
sebagai sumberdaya alam yang potensial untuk kepentingan dan kesejahteraan
masyarakat. Kunci keberhasilan di lahan basah rawa adalah pengelolaan air.
Pengelolaan air akan mempengaruhi kondisi muka air tanah (water table) di
lahan. Muka air tanah pada lahan rawa pasang surut berfluktuasi menurut
ruang dan waktu. Upaya pengendalian harus dilakukan agar muka air tanah
dapat mendukung pertumbuhan tanaman. Pengendalian muka air tanah pada
suatu kedalaman tertentu dapat dilakukan dengan pengaturan air disaluran
dengan bangunan pengendali dan pintu air. Pengukuran Debit itu penting, tapi
terkendala dengan pengolahan data nya yang rumit salah satu program untuk
penghitungan debit yaitu Program Cubic Spline Interpolation temuan Setiawan
(1997) yang dimodifikasi oleh Setiawan,dkk (2007) menjadi program Cubic
Spline Interpolation yang khusus untuk penghitungan debit sungai. Program
ini sudah diterapkan untuk penghitungan debit sungai Rudeng Aceh. Saat ini
kedalaman muka air pengukurannya dapat dilakukan menggunakan alat yang
telah tersedia yang sangat praktis dan dapat diprogram untuk mengakuisisi
data secara otomatis (Loebis dalam Setiawan 2007) . Salah satu alat pengukuran
muka air adalah HOBO water level data logger (http://www.onsetcomp.com/
water-level-logger).
Tujuan
Belum banyak penelitian yang dilakukan di HTI tentang debit draianse
sehingga perlu dan pentingnya penelitian ini dilakukan. Penelitian ini bertujuan
1) Menentukan debit drainase dan penyajian penampang melintang serta
formula kurva debit rating curvenya, 2) Menganalisa fluktuasi debit drainase
hasil pengukuran Hobo water level mengikuti formula rating curve tersebut.
Manfaat penelitian yaitu untuk pengembangan khasanah ilmu pengetahuan.
Diharapkan dengan diketahuinya debit drainase dapat digunakan untuk
perencanaan bangunan pengendalian air agar produktivitas di HTI lebih
meningkat.
Rosmina Zuchri, dkk., Analisis Debit Drainase
27
METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan
1) Peta Distrik Sinarmas Forestry Region Palembang
2) Global Positioning System (GPS) 1 buah, untuk menentukan posisi di
lapangan
3) Current Meter 1 buah, untuk mengukur/menghitung kecepatan aliran
4) Speed Boat, untuk transportasi dan mendukung pengukuran kecepatan air
dengan current meter
5) HOBO water level Data Logger 3 Buah, untuk mencatat fluktuasi tinggi muka
air
6) Pipa paralon diameter 2 inchi panjang 5 meter, ( 2 buah) dan tutup paralon
2 buah
7) Kawat sink panjang 6 meter, 2 buah
8) Kamera Digital 1 buah, untuk dokumentasi
9) Komputer 1 buah
10) Program Komputer Cubic Spline Interpolation.
Gambar 1. Peta Distrik HTI Sinar Mas Forestry
METODE PENELITIAN
Tahapan penelitian terdiri dari pengumpulan data, pengolahan data,
dan analisis data. Tahap pengumpulan data yang dilakukan: 1) Data Sekunder
berupa : peta HTI Sinar Mas Group Sumsel, curah hujan, dan evapotranspirasi
28
Gea, Vol. 11, No. 1, April 2011
(ET). Sumber Amdal 2004 dan Soewarso 2003. sedangkan data Primer adalah
data hujan, dan evapotranspirasi (ET), serta data pengukuran lapangan berupa
data lebar penampang, kecepatan aliran dan tinggi air. Pengukuran dilakukan
pada dua lokasi yaitu lokasi I di drainase downstream Distrik Simpang Tiga dan
lokasi II di drainase upstream juga di Distrik yang sama.
Data pengukuran lapangan
Tinggi muka air yang digunakan ada 2 macam yaitu :
(1) Data tinggi muka air sesaat yang dipakai untuk mengetahui Debit sesaat.
(2) Data tinggi muka air kontinyu yang didapat dari pengukuran lapangan
menggunakan water level HOBO dan lama waktu pengukuran dimulai
tanggal 17 April 2010 sampai tanggal 6 Juni 2010.
(3) Data lebar penampang saluran
(4) Data ketinggian air/kedalaman air saluran
(5) Pengukuran kecepatan aliran menggunakan current meter.
Adapun cara pemasangan dan penggunaan alat tersebut adalah sebagai
berikut :
1) Tentukan lokasi pengukuran I yaitu di drainase downstream tempat
penempatan alat HOBO di pinggir saluran drainase ( 1 meter dari pinggir
kearah dalam saluran ) untuk keamanan agar tidak ditabrak speed yg
lewat
2) Masukkan kayu sepanjang paralon kedalam saluran sampai menyentuh
tanah keras, kemudian letakkan paralon dalam posisi tegak bersandar
ke kayu tersebut. . Pemasangan sandaran juga paralon harus sebaik
mungkin.
3) Ikatkan satu alat logger HOBO dengan kabel sink kemudian masukkan
ke paralon bagian bawa ( pengukur bagian bawah) dan ujung yang lain
untuk satu Logger HOBO lagi juga masukkan ke paralon bagian atas
( pengukur Barometer) , kemudian paralon bagian atas ditutup dan agar
kuat diikat dengan tali.
4) Tentukan lokasi II yaitu di drainase upstream, selanjutnya tempat
pemasangan alat dan caranya sama dengan no. urut 1 sampai no. 3. tapi
di upstream tanpa alat Barometer.
5) Sebaiknya pembacaan tinggi muka air (TMA) dibaca keesokkan harinya
agar tahu apakah alat tersebut berfungsi.
6) Dengan menggunakan program Hobo yang terlebih dahulu di install di
computer, alat logger HOBO tersebut dibaca satu-persatu ( ada 3 buah )
dan di export ke program Exel kemudian di save.
7) Pembacaan TMA selanjutnya bisa dilakukan satu minggu atau 2 minggu
sekali. atau sampai waktu pengukuran berakhir.
Rosmina Zuchri, dkk., Analisis Debit Drainase
29
SKETS LOCATION WATER LEVEL
MEASUREMENT, WATER SPEED FLOW
TANGGAL 11
APRIL ,2010
CURRENT
METRE
AND CANAL DIMENSION
IN SIMPANG TIGA DISTRIC
9
4
3
2
1
0,6
0,8
3,2 MTR
UPSTREAM
5 MTR
PENAMPANG DOWNSTREAM
500 MTR
TENGAH
4,6 KM
2,4 KM
100 MTR
DOWNSTREAM
200 MTR
BLIDANG RIVER
Gambar 2 a & 2 b. Lokasi Pengukuran HOBO Water Level
di Downstream dan Upstream
Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan di IPB Bogor dari bulan Juni sampai
Oktober 2010 dan di Pasca Unsri sampai Januari 2011. Perhitungan Debit
dengan menggunakan program komputer Cubic Spline Interpolation temuan
Budi I Setiawan 2007. Sebagai data masukan program ini adalah data hasil
pengukuran lapangan yaitu jarak penampang saluran dengan interval 1 (satu)
meter, kedalaman saluran, dan kecepatan aliran yang diukur menggunakan
alat ukur arus (current meter), serta nilai kekasaran Manning (n) sesuai dengai
jenis saluran.
Pengolahan data tinggi muka air dari HOBO untuk mendapatkan debit
drainase.
Water Level Measurement DOWNSTREAM
In Simpang Tiga Distric
Water Level Measurement UPSTREAM
In Simpang Tiga Distric
Original Ground Level
WT
Original ground Level
WL
WT
WL
Pipe Paralon Hight
3.90 metre
WD
Paralon Pipe Hight
5 metre
WD
Gambar 4 a & 4b. Skets Pengukuran Water Level HOBO
di Drainase Downstream dan Upstream
30
Gea, Vol. 11, No. 1, April 2011
Dari pengukuran lapangan water level HOBO didapat data dalam
satuan Kpa dan dikonversikan dalam satuan meter (dibagi 10 yang berasal dari
perkalian berat jenis dan gravitasi), dari selisih antara data water level air
dan barometer didapat h air, Dari pengukuran lapangan sesaat didapat H
tinggi air tengah-tengah saluran dan H satu meter dari pinggir saluran, selisih
antar keduanya adalah suatu besaran misalnya angka y’ atau disebut H sensor.
H sensor adalah tinggi sensor dari permukaan (dasar saluran terendah)
sedangkan H ukur adalah harga air yang terukur oleh sensor. Tentu H yang
akan dipergunakan untuk mendapat debit rating curve adalah H air yaitu
H ukur + H sensor. Perhitungan fluktuasi debit di saluran baik downstream
maupun upstream dihasilkan dengan memasukkan tinggi H tadi ke dalam
persamaan Q yang didapat dari pengukuran sesaat.
Adapun bagan alir penelitian disajikan pada Gambar 5.
HTIhtingan
kanal
HUTAN TANAMAN
INDUSTRI
(HTI)
AIR
LAHAN
JARINGAN
AIR
OUTLET/DRAIN
HIDROMETRI
-Penampang
-Dalam saluran
-Kecepatan aliran
DEBIT SESAAT-
HIDROLOGI &
KLIMATOLOGI
(Hujan & ET)
HOBO
TANAH
PENGUKURAN
WATER TABLE
HOBO
WATER LEVEL
WATER BALANCE
DEBIT HOBO
WATER LEVEL
PENGELOLAAN
AIR
BANGUNAN
OVERFLOW
Gambar 5. Bagan Alir Penelitian
Rosmina Zuchri, dkk., Analisis Debit Drainase
31
HASIL DAN PEMBAHASAN
Debit Sesaat hasil pengukuran, jarak, kedalaman saluran dan kecepatan
aliran di drainase downstream
Gambar 6. Data dan profil penampang saluran, debit drainase downstream
dan grafik rating curve.
Berdasarkan pengukuran current meter dan manual current meter tipe
SW 3 didapat kesamaan nilai kecepatan, ini berarti alat tersebut akurat dalam
pengukuran. kecepatan didapat 0,28; 0,38 dan 0,28. Secara tiori (Triatmojo,
2008) mengemukakan bahwa distribusi kecepatan pada vertikal mempunyai
bentuk parabolis, dengan kecepatan nol di dasar dan bertambah besar dengan
jarak menuju ke permukaan, dalam arah lebar saluran, kecepatan aliran di
kedua tebing adalah nol, dan semakin ketengah kecepatan semakin besar. Pada
Gambar 6 terlihat profil penampang drainase downstream di lokasi pengukuran.
Pengukuran debit sesaat ini menghasilkan luas penampang basah sekitar 17,802
m², perimeter 9,680 m, radius hidrolika 1,839 m, debit saluran 6,044 m³/detik
dan kemiringan hidrolika 0,000052, dan tersaji profil penampang melintang
saluran hasil pengukuran lapangan. serta menghasil persamaan rating curve
Qw = a.Hw^b, dimana Qw adalah debit aliran m³/det. Hw = tinggi air (m), a.
1,27 dan b =1,75
32
Gea, Vol. 11, No. 1, April 2011
Debit Sesaat hasil pengukuran, jarak, kedalaman saluran dan kecepatan
aliran di drainase upstream.
Gambar 7. Data dan profil penampang saluran, debit drainase upstream dan
grafik rating curve
Berdasarkan Gambar 7, terlihat profil penampang drainase downstream di
lokasi pengukuran. Perhitungan debit sesaat dihasilkan luas total penampang
23,7832 m2, perimeter 13,394 m dan radius hidrolika 1,7767 m debit sesaat
7,866 m³/det dan kemiringan hidrolika 4,5 E -05 dan profil melintang saluran
langsung tersaji dan menghasilkan persamaan rating curve Qw = a.Hw^b.
dimana Qw adalah debit aliran m³/det. Hw = tinggi air (m), a. 1,21 dan b=1,69.
Debit sesaat 7,866 m³/det > debit downstream 6,044 m³/det. Lebar penampang
saluran upstream 9,79 m > dari downstream 8,75 m. Kedalaman saluran
downstream dan upstream sekitar 3 - 4 m.
Hubungan tinggi muka air hasil pengukuran HOBO water level data logger
dengan debit sesaat downstream.
Berdasarkan pengukuran debit sesaat di drainase downstream didapat
debit downstream 6,044 m³/det, dan persamaan rating curve Qw = a.Hw^b,
dimana Qw = Debit aliran (m³/det); Hw = tinggi muka air (meter). Dari
persamaan tersebut dengan tinggi air (Hw) hasil pengukuran water level
Hobo, didapat Hw max = 3,110 m dan Qw max 9,311 m³/det , sedangkan Hw
min 0,270 m dan Qw min 0,129 m³/det.
Rosmina Zuchri, dkk., Analisis Debit Drainase
33
Hubungan tinggi muka air hasil pengukuran HOBO water level data logger
dengan debit sesaat upstream.
Berdasarkan Fluktuasi debit HOBO di upstream, dihasilkan Hw max =
2,823 m dan Qw max 7,017 m³/det , sedangkan Hw min 0,227 m dan Qw min
0,099 m³/det.
Aliran termasuk aliran laminer, aliran termasuk aliran tidak seragam atau
berubah karena variabel alirannya disepanjang saluran tidak konstan. Aliran
termasuk aliran tidak mantap karena variabel aliran yaitu kedalaman dan
kecepatan aliran di suatu titik berubah terhadap waktu. Aliran juga termasuk
aliran sub kritis (mengalir), karena bilangan Froude (Fr), Fr =
v2
= <1.
g .h
SIMPULAN
Simpulan hasil penelitian adalah: 1) beberapa program menghitung debit
salah satunya yaitu Program Cubic Spline Interpolation (CSI), yang sangat
cepat menghitung debit, Qw upstream 7,866 m³/det dan Qw downstream
6,044 m³/detik, dan penampang melintang langsung tersaji, serta menghasilkan
persamaan debit rating curve Qw = a. Hw^b. Lebar upstream 9,79
m >
downstream 8,75 m. kedalaman saluran sekitar 3 - 4 m; dan 2) debit rating
curve Qw = a. Hw^b, di downstream Hw max = 3,110 m dan Qw max 9,311
m³/det , sedangkan Hw min 0,270 m dan Qw min 0,129 m³/det , upstream
didapat Hw max = 2,823 m dan Qw max 7,017 m³/det , sedangkan Hw min
0,227 m dan Qw min 0,099 m³/det.
DAFTAR PUSTAKA
Adji, TN. (2010). Variasi Spasial-Temporal Hidrogeokimia dan sifat aliran
untuk Karakterisasi Sistem Karst Dinamis di Sungai Bawah Tanah
Bribin, Kabupaten Gunung Kidul Daerah Istimewa Yogyakarta. Disertasi.
Universitas Gajah Mada Yogyakarta: Tidak diterbitkan.
Arifjaya,N.M; Kalsim,D.K. (2003). Rancangan Desain Sistem Tata Air Pada
Pengembangan Lahan Gambut Pasang Surut Berwawasan Lingkungan. Tersedia:
http/www.Google.com
Badan Litbang Sinar Mas Forestry. (2005). Basic Forestry Training. Jakarta:
Sinarmas Forestry.
Barkah,B.S; Sidiq,M. (2009). Penyekatan Parit/Kanal dan Pengelolaanya Bersama
Masyarakat di areal hutan Rawa Gambut MRPP Kabupaten Musi Banyuasin.
Report No.20.TA FINAL/SOP.No.03.PSF Rehabilitation.
Belaud, G; Litrico,X; De Graaff,B;Baume,J.P. (2007). Hydraulic Modeling of an
Automatic Upstream Water Level Control Gate for Submerged Flow Condition.
Tersedia: http://www.xditrico.free.fr/papers/
34
Gea, Vol. 11, No. 1, April 2011
Burt, Charles M. et all. Flap Gate Design For Automatic Upstream Canal Water Level
Control. Tersedia: http:// www.digitalcommons. Calpoly.edu
Chow,V.T. (1989). Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channel Hydraulics). Alih
Bahasa oleh N.Rosalina, Hal 90-103; 456-460. Bandung: Erlangga.
Daryono, H. (2009). Potensi, Permasalahan dan Kebijakan yang Diperlukan
dalam Pengelolaan Hutan dan Rawa Gambut Secara Lestari. Jurnal Analisis
Kebijakan Kehutanan, Vol 6, No.2, Hal : 78-101.
Hadjoamijoyo, S; Setiawan, B.I. (2001). Pengembangan dan pengelolaan Air di
Lahan basah. Jurnal Keteknikan Pertanian. Vol.15, No.1. Hal 40-47.
Harto BR, Sri. (1993). Hidrologi Tiori Masalah dan Penyelesaian. Yogyakarta: PAU
Ilmu Teknik UGM.
Harto BR, Sri; Sudjarwadi. (1993). Model Hidrologi. Yogyakarta: PAU Ilmu
Teknik UGM.
Loebis J, Soewarno, Suprihadi. (1993). Hidrologi Sungai. Jakarta: Yayasan Badan
Penerbit Pekerjaan Umum.
Nusirwan, Iwan. (1987) Jurnal Teknik Hidraulik , No.2 Th.II. 1987. hal 35 – 65.
Pintu Air Otomatis Ferrocement
Notohadiprawiro, T. (2006). Sarian Kumpulan Lahan Basah. Tersedia: http://
www. Google.com.
Departemen Pekerjaan Umum. (2006). Penerapan Pintu Klep Otomatis. Bandung:
Departemen Pekerjaan Umum.
PT. Bina Silva. (2004). Laporan Analisis Dampak Lingkungan Hak Pengusahaan
Hutan Tanaman PT. Bumi Mekar Hijau (BMH) Ogan Komering Ilir Propinsi
Sumatera Selatan.
PT. Harimada Bimaraksa. Engineering & Management Consultan. (2000).
Laporan Pendukung Survey Hidrometri/Hidrologi periode Musim Basah (Wet
Season) Rawa Pasang Surut Sungai Lumpur Kabupaten OKI.Sumatera Selatan.
Bandung.
Setiawan, B.I. (1997). Penerapan Cubic Spline Interpolation dalam Penentuan
Debit Sungai. Jurnal Teknik Pertanian. Vol.5, No.1, Hal:1-8.
Setiawan, B.I., Rudiyanto, M.Idkham,Mustafril, M.Yasar, Devianty. (2007).
Perbaikan Metode Penghitungan Debit Sungai menggunakan Cubic Spline
Interpolation. Jurnal Keteknikan Pertanian. Vol.21, No.3, Hal:307-312.
Soewarso, (2003). Penyusunan Pencegahan Kebakaran Hutan Rawa Gambut
dengan menggunakan Model Prediksi. Disertasi. Institut Pertanian Bogor.
Bogor: Tidak diterbitkan.
Sosrodarsono, S; Takeda, K. (1983). Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: P.T.
Pradnya Paramita.
Triatmojo, B. (2008). Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.
Triatmojo, B. (1996). Hidrolika I & II. Yogyakarta: Beta Offset.
Water level Data Loggers. Tersedia: http://www.onsetcomp.com/water-levellogger
Rosmina Zuchri, dkk., Analisis Debit Drainase
35
Fly UP