Pengukuran Debit Air Sungai

I.                   PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Sungai merupakan torehan diatas permukaan bumi yang merupakan penampang permukaan bumi dan penyalur alamiah aliran air dan material yang dibawanya dari bagian hulu ke bagian hilir suatu daerah pengaliran ketempat yang lebih rendah dan akhirnya bermuara kelaut.(Soewarno, 2000)

Air merupakan sumber daya alam yang tak akan habis dipakai namun akan hilang kualitasnya jika tidak dilestarikan, sehingga perlunya pelestarian, namun air juga dapat mendatangkan masalah bagi manusia. Air adalah sumber daya alam yang dapat terbarukan dan dapat dijumpai dimana-mana, meskipun secara kuantitas maupun kualitas masih terbatas keberadaan maupun ketersediaannya baik ditinjau secara geografis maupun menurut musim. Oleh sebabitu, peningkatan penggunaannya akan mengakibatkan intervensi manusia terhadap sumber daya air makin besar. (Effendi, Hefni. 2003)

Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah ekosistem yang dibatasi oleh pemisahan topografi dan berfungsi sebagai pengumpul, penyimpan dan penyalur air, sedimen, unsur hara dalam sistem sungai dan keluar melalui outlet tungal. DAS sebagai sistem hidrologis yang terbuka terdiri dari tiga komponen utama dalam sistem tersebut yaitu input berupa hujan, proses yaitu DAS sebagai pengatur dan outpot yang berupa aliran permukaan, sedimen dan unsur hara.

Karakteristik DAS mempengaruhi debit penguluaran air dalam suatu sistem sungai. Faktor-faktor pengontrol karakteristik DAS antara lain : faktor giologi, faktor hidrologi dan tataguna lahan. Faktor geologi terdiri dari geomorfologi dan litologi.

Tanah dan air merupakan sumber daya yang paling fundamental yang dimilki oleh manusia. Tanah merupakan media utama dimana manusia bias mendapatkan bahan pangan, papan, sandang, tambang dan tempat dilaksankannya berbagai aktifitas. Pengahargaan terhadap tanah sudah berlangsung sejak manusia  menghuni bumi ini, bahkan sampai sekarang kebanyakan penduduk bumi adalah peladang dan menggunakan alat sederhana untuk memproduksi makanan. (Rayes, 2007)

            Sumber daya tanah dan air oleh beberapa ahli dianggap sebagai sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui “non renewlable” atau jika sekali pakai mengalami kerusakan atau kehilangan akan membutuhkan waktu pemulihan yang relatif lama (Reyes,2007).

            Hal tersebut akan memungkinkan terjadinya perubahan tatanan dan siklus hidrologi wilayah seperti makin tidak meratanya sebaran dan keberadaan air, baik secara spasial maupun temporal serta penurunan mutu air. Pada saat yang sama efisiensi pemanfaatan dan penggunaan air semakin rendah dan seringkali mengabaikan wilayah aliran air tersebut berasal, atau Daerah Aliran Sungai (DAS). Seiring dengan perkembangan kota, maka sebagian besar kawasan hulu dari DAS telah mengalami tekanan degradasi terutama akibat pembalakan, peningkatan kebutuhan lahan untuk permukiman, dan perubahan fungsi kawasan. Kondisi tersebut sangat nyata terlihat pada kawasan rawa-rawa bantaran yang membentang di sepanjang sungai bagian Hulu dan bagian hilir anak sungai-sungai lain, sebagian besar telah berubah menjadi kawasan ekonomi dan permukiman. (Effendi, Hefni, 2003)

 Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumberdaya air di suatu wilayah DAS. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberday air permukaan yang ada. (Arsyad, 2006)

Desa Kusu adalah salah satu dari sekian desa  yang terdapat di daerah Sofifi dimana di Desa ini adalah desa yang memiliki anak sungai yang  dimanfaatkan oleh penduduk setempat sebagai sumber air utama untuk kehidupan sehari-hari, namun dengan seiring berjalanya waktu DAS tersebut tidak lagi dijaga kelestariannya sehingga terjadi pencemaran yang berdampak pada ekonomi masyarakat setempat. Dari aspek ekologi dan lingkungan ternyata sungai tersebut tidak lagi memiliki aliran yang bagus dimungkinkan karena daerah hulu juga sudah tidak dilestarikan lagi.

1.2  Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menghitung debit air sungai Kusu Kec. Oba Utara, Kota Tidore Kepulauan.

II.                TINJAUAN PUSTAKA

2.1  Karakteristik Sungai

Karakteristik daerah aliran sungai (DAS) meliputi pola drainase, tekstur aliran, luas dan bentuk DAS. Pola drainase adalah penyususn keseluruhan lebah suatu individu sungai dan anak-anak sungai. Pola drainase suatu DAS diantranya dendritik paralel, dan radial. Pola dendritik mempunyai percabangan pohon. Cabang sungai menyambung induknya dari segala arah bentuk sudut miring secara berpasangan. Pola parallel cabang sungai umumnya secara dan menyambung pada sungai utama dengan arah yang hampir tegak lurus, pola radial membentuk jaringan melingkar dengan anak sungai yang hampir sejajar mengalir kearah sungai utama, karakteristik suatu daerah aliran sungai (DAS) dapat digambarkan oleh fluktasi debit sungai. Hal ini dapat dijelaskan dengan proses siklus hidrologi pada suatu daerah aliran sungai (DAS).

Karakteristik DAS mempengaruhi debit pengeluaran air sungai air dalam suatu sistem sungai. Faktor-faktor pengontrol karaklteristik DAS antara lain : faktor geologi, faktor hidrologi dan tata guna lahan. Faktor geologi terdiri dari geomorfologi dan litologi. Faktor geomorfologi terdiri dari sistem sungai (Segmen sungai, hubungan antar cabang sungai, panjang sungai, slope sungai). Sistem cekungan penyaluran, (ukuran cekungan, bentuk cekungan, relief cekungan, tekstur cekungan). Faktor litologi berupa pemunculan mata air dan batuan kedap dan lulus air. Faktor hidrologi berupa distribusi hujan pada DAS dan kapasitas infiltrasi dari tanah. (Chay Asdak. 2002)

Bentuk daerah aliran sungai (DAS) yang memanjang dan sempit cenderung sedikit menimbulkan laju aliran permukaan dari pada buntuk DAS yang lebar. Aliran permukaan terkonsentrasi lambat pada DAS bentuk memanjang dari pada melebar pada jarak yang sama untuk kedua bentuk DAS.

2.2  Pengertian Debit Air

Karena pengertian debit sangat luas maka dalam beberapa kajian di berikan beberapa pengertian agar tidak keluar dari topik yang telah di tetapkan yaitu ”DEBIT AIR”, maka dari itu yang di bahas hanya debit air sungai saja.

Dalam hidrologi dikemukakan, debit air sungai adalah, tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan pengertian yang lain debit atau aliran sungai 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 laporan-laporan teknis, debit aliran biasanya ditunjukan dalam bentuk hidrograf aliran. Hidrograf aliran adalah suatu prilaku debit sebagai respon adanya perubahan karateristik biogeofisik yang ber langsung dalam suatu DAS (oleh adanya pengelolaan DAS) dan atau adanya perubahan (fluktuasi musiman atau tahunan).

Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumberdaya air di suatu wilayah DAS. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberday air permukaan yang ada. (Suwandi, 2000)

2.3  Proses Terbentuknya Debit

Sungai itu terbentuk dgn adanya aliran air dari satu atau beberapa sumber air yang berada di ketinggian,umpamanya disebuah puncak bukit atau gunung yg tinggi, dimana air hujan sangat banyak jatuh di daerah itu, kemudian terkumpul dibagian yang cekung, lama kelamaan dikarenakan sudah terlalu penuh, akhirnya mengalir keluar melalui bagian bibir cekungan yang paling mudah tergerus air, selanjutnya air itu akan mengalir di atas permukaan tanah yang paling rendah, mungkin mula mula merata, namun karena ada bagian- bagian dipermukaan tanah yg tidak begitu keras,maka mudahlah terkikis, sehingga menjadi alur alur yang tercipta makin hari makin panjang, seiring dengan makin deras dan makin seringnya air mengalir di alur itu, maka semakin panjang dan semakin dalam, alur itu akan berbelok, atau

bercabang, apabila air yang mengalir disitu terhalang oleh batu sebesar alur itu, atau batu yang banyak, demikian juga dgn sungai di bawah permukaan tanah, terjadi dari air yang mengalir dari atas, kemudian menemukan bagian-bagan yang dapat di tembus ke bawah permukaan tanah dan mengalir ke arah dataran rendah yg rendah.lama kelamaan sungai itu akan semakin lebar. (Suwandi, 2000).

Gambar 1.  Ilustrasi Terbentuknya Debit Air

2.4  Faktor Penentu Debit Air

1. Intensitas hujan

Karena curah hujan merupakan salah satu faktor utama yang memiliki komponen musiman yang dapat secara cepat mempengaruhi debit air, dan siklus tahunan dengan karakteristik musim hujan panjang (kemarau pendek), atau kemarau panjang (musim hujan pendek). Yang menyebabkan bertambahnya debit air. (Suwandi, 2000).

2. Pengundulan Hutan

Fungsi utama hutan dalam kaitan dengan hidrologi adalah sebagai penahan tanah yang mempunyai kelerengan tinggi, sehingga air hujan yang jatuh di daerah tersebut tertahan dan meresap ke dalam tanah untuk selanjutnya akan menjadi air tanah. Air tanah di daerah hulu merupakan cadangan air bagi sumber air sungai. Oleh karena itu hutan yang terjaga dengan baik akan memberikan manfaat berupa ketersediaan sumber-sumber air pada musim kemarau. Sebaiknya hutan yang gundul akan menjadi malapetaka bagi penduduk di hulu maupun di hilir. Pada musim hujan, air hujan yang jatuh di atas lahan yang gundul akan menggerus tanah yang kemiringannya tinggi. Sebagian besar air hujan akan menjadi aliran permukaan dan sedikit sekali infiltrasinya. Akibatnya adalah terjadi tanah longsor dan atau banjir bandang yang membawa kandungan lumpur. (Suwandi, 2000).

3. Pengalihan hutan menjadi lahan pertanian

Risiko penebangan hutan untuk dijadikan lahan pertanian sama besarnya dengan penggundulan hutan. Penurunan debit air sungai dapat terjadi akibat erosi. Selain akan meningkatnya kandungan zat padat tersuspensi (suspended solid) dalam air sungai sebagai akibat dari sedimentasi, juga akan diikuti oleh meningkatnya kesuburan air dengan meningkatnya kandungan hara dalam air sungai.Kebanyakan kawasan hutan yang diubah menjadi lahan pertanian mempunyai kemiringan diatas 25%, sehingga bila tidak memperhatikan faktor konservasi tanah, seperti pengaturan pola tanam, pembuatan teras dan lain-lain. (Suwandi, 2000).

4. Intersepsi

Adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi diatas permukaan tanah, tertahan bebereapa saat, untuk diuapkan kembali(”hilang”) ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti. Setiap kali hujan jatuh di daerah bervegetasi, ada sebagian air yang tak pernah mencapai permukaan tanah dan dengan demikian, meskipun intersepsi dianggap bukan faktor penting dalam penentu faktor debit air, pengelola daerah aliran sungai harus tetap memperhitungkan besarnya intersepsi karena jumlah air yang hilang sebagai air intersepsi dapat mempengaruhi neraca air regional. Penggantian dari satu jenis vegetasi menjadi jenis vegetasi lain yang berbeda, sebagai contoh, dapat mempengaruhi hasil air di daerah tersebut. (Suwandi, 2000).

5. Evaporasi dan Transpirasi

Evaporasi transpirasi juga merupakan salah satu komponen atau kelompok yang dapat menentukan besar kecilnya debit air di suatu kawasan DAS, mengapa dikatakan salah satu komponen penentu debit air, karena melalu kedua proses ini dapat membuat air baru, sebab kedua proses ini menguapkan air dari per mukan air, tanah dan permukaan daun, serta cabang tanaman sehingga membentuk uap air di udara dengan adanya uap air diudara maka akan terjadi hujan, dengan adanya hujan tadi maka debit air di DAS akan bertambah juga. Sedikit demi sedikit.  (Suwandi, 2000).

III.             METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1   Tempat dan Waktu

Praktikum ini dilaksanakan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Kusu dan berlangsung pada tanggal 30 September 2011 pukul 16.00 – 17.00. 

3.2   Alat Dan Bahan

            Adapun alat dan bahan yang digunakan pad praktikum ini adalah sebagai berikut : Tali Rafia, Penampang Kayu, Meteran, Stop Watch, Alat tulis Menulis, Pelampung kayu, kamera dan Air sungai wadah percobaan.

3.3  Metode Praktikum

            Metode yang dipakai dalam praktikum ini adalah metode debit apung (Float Area Methode) caranya dengan menempatkan benda yang tidak dapat tenggelam dipermukaan aliran sungai untuk jarak tertentu dan mencatat waktu yang diperlukanoelh benda apung tersebut bergerak dari satu titk pengamatan ke titik pengamatan lain yang telah dilakukan. (Soeseno, Slamet. 1971.).

3.4  Pelaksanaan Praktikum

Dalam pelaksanaan praktikum ini meliputi beberapa tahap yaitu :

1.      Survei tempat praktikum

2.      Penyiapan alat dan bahan

3.      Mengukur lebar badan sungai menggunakan meteran

4.      Memasang patok menggunakan penampang kayu pada badan sungai dimana panjang setiap patok adalah 1 meter.

5.      Setelah pemasangan penampang selesai ditarik sejauh beberapa meter dan dipasang penampang yang yang lain juga.

6.      Setelah penampang dipasang dan di ikat dari ujung penampang yang satu dengan penampang yang lain menggunakan tali.

7.      Pelampung disiapkan dan diluncurkan seiring dengan diset waktu jalannya pelampung.

8.      Setelah pelampung sampai pada penampang ujung maka waktu dihentikan dan dicatat.

9.      Pengukuran dilakukan pada setiap penampang yang dipatok pada badan sungai dengan ukuran 1 meter.

3.5   Teknik Analisa Data

            Teknik analisa data menggunkan analisa data deskriptif dan matematis dimana setiap objek yang diamati dan diukur semuanya dianalisis. Untuk analisa data matematis menggunakan persamaan sebagai berikut.

Rumus : Q = A x V

Ket :    A = Luas Penampang Sungai ( P x L x T )

            V = Kecepatan

           

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1   Hasil

Tabel 1. Hasil Pengukuran Debit Sungai di Kali Kusu.

No	Titik Pengamatan (Per 1 M)	V (m/det)	A	Rata-rata (V x A) (cm/det)
1	I	7,35/31,29	6	1,38
2	II	7,35/21,1	8	2,72
3	III	7,42/21,73	9,5	3,23
4	IV	7,42/22,87	8	2,56
5	V	7,39/60,05	7,39	0,89
Rata-rata  (Q = V1 x A1 ) + (V2 x A2 ) +........ (Vn  x An)   =				10, 78 Cm/det

 Sumber : Data Primer diolah 2000

4.2  Pembahasan

Hasil pengukuran debit air pada DAS kali Kusu menunjukkan rata-rata 10,78 cm/det. Angka tersebut berdasarkan hasil pengukuran dilapangan dan analisis. Hasil tersebut menunjukkan bahwa sumber mata air yang terdapat di DAS kali Kusu.

Dari data diats dapat  di jelaskan bahwa pada masing-masing titim debitnya berbeda-beda karena dipengaruhi oleh kedalaman permukaan air. Jika dilihat dari perbandingan penampang I sampai dengan V  menunjukkan kecepatan debit air yang sangat signifikan (A₁ : 1,38 Cm/det dan A_{5 :} 0,89 Cm/det) dengan kedalaman air pada plot A_{1 :} 6 cm sehingga volume air mengalir terlalu rendah dan kecepatan mengalir air sungai menjadi cepat jika dibandigkan dengan A₅ pada kedalaman  7,39). Namun kemudian sama halnya dengan penampang yang lainnya. Yang mempunyai jumlah debit airnya yang berbeda pula.

Dari hasil tersebut ternya kondisi air kali kusu tidak begitu laju, dengan berbagai jenis vegetasi yang ada berupa coklat, kelapa, pala dandurian serta tanaman penutup tanah paku-pakuan yang terdapat dipinggiran badan sungai, selain itu substrat sungai yang didominasi oleh pasir dan ada sedikit batua sedimen menyebabkan alirannya tidak begitu laju.

Pada hasil pengukuran debit air yang terdapat DAS kali  Kusu ada beberapa faktor yang memepengaruhi debit air sungai Kusu tersebut.

Intensitas Hujan

Karena curah hujan merupakan salah satu faktor utama yang memiliki komponen musiman yang dapat secara cepat mempengaruhi debit air, dan siklus tahunan dengan karakteristik musim hujan panjang (kemarau pendek), atau kemarau panjang (musim hujan pendek). Yang menyebabkan bertambahnya debit air. Sedangkan debit air sungai yang terdapat di kali kusu ternya dominansinya adalah air hujan dimana jika terjadi hujan maka debit air sungai akan semakin tinggi

Pengundulan Hutan

Pada daerah hulu dari kali Kusu sudah sangat mungkin ada penebangan pohon yang berlebihan sehingga debit air kali Kusu sudah sangat rendah padahal fungsi utama hutan dalam kaitan dengan hidrologi adalah sebagai penahan tanah yang mempunyai kelerengan tinggi, sehingga air hujan yang jatuh di daerah tersebut tertahan dan meresap ke dalam tanah untuk selanjutnya akan menjadi air tanah. Air tanah di daerah hulu merupakan cadangan air bagi sumber air sungai. Oleh karena itu hutan yang terjaga dengan baik akan memberikan manfaat berupa ketersediaan sumber-sumber air pada musim kemarau. Sebaiknya hutan yang gundul akan menjadi malapetaka bagi penduduk di hulu maupun di hilir. Pada musim hujan, air hujan yang jatuh di atas lahan yang gundul akan menggerus tanah yang kemiringannya tinggi. Sebagian besar air hujan akan menjadi aliran permukaan dan sedikit sekali infiltrasinya. Akibatnya adalah terjadi tanah longsor dan atau banjir bandang yang membawa kandungan lumpur.

Pengalihan Hutan Menjadi Lahan Pertanian

Risiko penebangan hutan untuk dijadikan lahan pertanian sama besarnya dengan penggundulan hutan. Penurunan debit air sungai dapat terjadi akibat erosi. Selain akan meningkatnya kandungan zat padat tersuspensi (suspended solid) dalam air sungai sebagai akibat dari sedimentasi, juga akan diikuti oleh meningkatnya kesuburan air dengan meningkatnya kandungan hara dalam air sungai.Kebanyakan kawasan hutan yang diubah menjadi lahan pertanian mempunyai kemiringan diatas 25%, sehingga bila tidak memperhatikan faktor konservasi tanah, seperti pengaturan pola tanam, pembuatan teras dan lain-lain.

Intersepsi

Adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi diatas permukaan tanah, tertahan bebereapa saat, untuk diuapkan kembali(”hilang”) ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti. Setiap kali hujan jatuh di daerah bervegetasi, ada sebagian air yang tak pernah mencapai permukaan tanah dan dengan demikian, meskipun intersepsi dianggap bukan faktor penting dalam penentu faktor debit air, pengelola daerah aliran sungai harus tetap memperhitungkan besarnya intersepsi karena jumlah air yang hilang sebagai air intersepsi dapat mempengaruhi neraca air regional. Penggantian dari satu jenis vegetasi menjadi jenis vegetasi lain yang berbeda, sebagai contoh, dapat mempengaruhi hasil air di daerah tersebut.

Evaporasi dan Transpirasi

Evaporasi transpirasi juga merupakan salah satu komponen atau kelompok yang dapat menentukan besar kecilnya debit air di suatu kawasan DAS, mengapa dikatakan salah satu komponen penentu debit air, karena melalu kedua proses ini dapat membuat air baru, sebab kedua proses ini menguapkan air dari per mukan air, tanah dan permukaan daun, serta cabang tanaman sehingga membentuk uap air di udara dengan adanya uap air diudara maka akan terjadi hujan, dengan adanya hujan tadi maka debit air di DAS akan bertambah juga. Sedikit demi sedikit.

Dilihat dari faktor yang mempengaruhi debit air sungai Kusu yang terbuang ke laut tiap detik/tehun. Hal ini sangat disesalkan karena tidak ada pengelolaan yang lebih bermanfaat untuk masyrakat Kusu pada Khususnya dan Maluku Utara umumnya.

V.                KESIMPULAN DAN SARAN

5.1  Kesimpulan

Dari penguraian isi laporan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa pada kecepatan debit air dari penampang I sampai dengan V mempunyai kecepatn yang berbeda-beda dengan nilai yang ada antara penampang dihitung rata-rata sehingga mendapat nilai akhir dari perhitungan debit air sungai adalah o,11 m/det.

5.2   Saran

Sebagai saran saya harapkan jika pada praktikum pengukuran debit air sungai nanti lebih baik jika dilakukan pengukuran pada dua sungai yang berbeda untuk melihat perbandingan debit air sungai yang berbeda tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 2006. Konservasi Tanah Dan Air. IPB Press. Bogor

Chay Asdak. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta

Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisius, Yogyakarta.

Rayes. L. 2007. Pengelolaan Sumber Daya Tanah Dan Air. Andi. Yogyakarta.

Soewarno. 2000. Hidrologi. Nova. Bandung

Suwandi, 2000. Tugas Makalah Mata Kuliah Hidrologi. Fakultas Kehutanan UGM. Yoyakarta.

Soeseno, Slamet. 1971. Pengelolaan DAS Terpadu. Kanesius,  Yogyakarta.