Perubahan Bentuk Permukaan Akibat Aktifitas Aliran Air

Bentuk permukaan bumi (relief) tidaklah statis melainkan dinamis, dalam artian akan terus mengalami perubahan seiring berjalannya waktu. Perubahan yang terjadi bisa karena faktor alam maupun karena faktor perbuatan manusia. Perubahan karena faktor alam salah satunya yakni karena akibat aktifitas aliran air yang merupakan aktor utama dalam proses erosi dan sedimentasi.

Hujan yang jatuh ke permukaan bumi sebagian mengalir diatas permukaan tanah dan kemudian masuk ke sungai dan selanjutnya menuju outlet pembuangan di waduk, danau dan laut. Aliran air yang mengalir di permukaan tanah  ini yang sering disebut sebagai aliran permukaan atau limpasan permukaan (run off).

Hujan yang turun di pegunungan atau perbukitan akan mengalir menuruni lereng-lereng dan dalam perjalanan air akan mengikis tanah-tanah yang gundul tanpa ditutupi vegetasi. Proses pengikisan tanah oleh air ini yang disebut dengan erosi. Proses erosi secara fisik dipengaruhi oleh iklim, sifat, tanah, topografi dan vegetasi penutup tanah. Proses erosi sangat dominan terjadi pada tanah yang memiliki kemiringan curam dan tanahnya labil serta tanpa ditutupi vegetasi. Pada kemiringan yang curam kekuatan dan energi air akan meningkat secara signifikan sehingga mampu untuk mengikis, mengangkut dan menghanyutkan tanah.

Proses erosi yang berlangsung terus menerus akan merubah bentuk atau kontur permukaan tanah, dimana lama kelamaan akan nampak parit-parit dengan kedalaman yang bervariasi. Menurut bentuknya erosi dibedakan dalam erosi lembar, erosi alur, erosi parit, erosi tebing sungai dan tanah longsor. 

Contoh bentuk-bentuk erosi yang terjadi di perbukitan Skyland Kota Jayapura ( Sumber: Laporan Kerja Praktek, 2011)

Tanah hasil proses erosi akan diangkut oleh air dan diendapkan di badan-badan air dan sepanjang kanan-kiri sungai (bantaran, tanggul dan dataran banjir). Proses pengendapan sering disebut dengan sedimentasi dan partikel-partikel tanah yang diendapkan disebut dengan sedimen. Sedimen yang diendapkan di alur dan kanan kiri kiri sungai tidak akan diam terus disitu,  melainkan akan terus bergerak dan pergerakannya akan sangat cepat pada waktu banjir di sungai. Sedimen yang bergerak didalam sungai wujudnya dapat berupa sedimen tersuspensi (suspended sediment) maupun dalam wujud muatan dasar (bed load).

Proses erosi tidak hanya terjadi di pegunungan atau perbukitan, namun juga terjadi di sungai yakni, erosi pada dasar sungai, tanggul dan tebing sungai. Erosi di hulu sungai cenderung vertikal, sedangkan di hilir biasanya horizontal. Proses erosi dan sedimentasi yang terjadi di sungai turut merubah bentuk lahan. Berikut ini ada beberapa bentuk lahan yang merupakan hasil dari proses erosi dan sedimentasi di sungai:

a.      Dataran banjir (flood plain), merupakan dasar lembah di sisi sungai yang terhilir yang mungkin terendam pada waktu air tinggi. Dataran banjir terutama terbentuk dari hasil endapan sedimen di alur sungai dan pengendapan sedimen halus pada daerah genangan pada waktu banjir.

Contoh sungai teranyam (sumber : google earth) 

b.      Sungai teranyam (braided stream), bentuk sungainya seperti teranyam karena tanggul-tanggulnya dapat tererosi dengan mudah dan cenderungg berpasir dengan lindungan tumbuhan yang sedikit. Bahan dasar alur relatif kasar dan ukuran partikelnya heterogen. kemiringan sungai teranyam lebih besar dari sungai berkelok-kelok.  

Contoh sungai bermeander (sumber : google earth) 

c.       Sungai berkelok-kelok (meandering stream), biasanya terletak di bagian hilir daerah aliran sungai yang landai dengan kecepatan aliran air yang lambat. Kelokan atau meandering terjadi karena tanggulnya mudah tererosi. Kandungan sedimennya didominasi oleh lanau dan lempung

d.      Percabangan Sungai (Cut off), terjadi karena tanggul-tanggul sungai mudah tererosi sehingga terjadi percabangan pada aliran. Cut off Umumnya terjadi pada bagian sungai yang alirannya  cenderung melambat.

e.       Oxbow lake, kalau dilihat oxbow lake awalnya merupakan cut off namun telah terputus. Erosi dan sedimentasi mengakibatkan terjadinya pergeseran alur sungai dan cut off menjadi benar-benar terputus dan menjadi semacam danau kecil atau telaga yang tidak terkoneksi dengan alur sungai utama.

f.       Tanggul alam (natural levees), merupakan barrier di sisi kanan kiri sungai yang terbentuk dari sedimen yang mengendap. 

g.      Delta, terbentuk karena akumulasi sedimen yang terendapkan di muara sungai dan terkadang sedikit menjorok ke arah pantai atau danau.

Kira-kira demikian pembahasan secara singkat mengenai perubahan bentuk permukaan akibat aktifitas aliran air. Semoga Bermanfaat. (*)

Sumber :

Lindsley Ray dkk,1996., Hidrology untuk Insiyur, Penerbit Erlangga, Jakarta  

Arsyad Sitanala,1989.,Konservasi  Tanah & Air, IPB Press, Bogor

Kerapatan Aliran DAS dan Waktu Konsentrasi

Kerapatan aliran/drainase DAS merupakan indeks yang menunjukan banyaknya anak sungai dalam suatu DAS, dinyatakan dengan perbadingan antar panjang keseluruhan dengan luas DAS. Atau bisa diartikan seperti ini, kerapatan aliran/drainase DAS adalah panjang total sungai (sungai utama+anak sungai) dibagi dengan luas DAS

Definisi kerapatan aliran diatas dapat dijabarkan dalam rumus berikut :

D = L/A

Keterangan :

D = Kerapatan aliran

L= Panjang Sungai (Km)

A = Luas DAS (km²)

Semakin besar nilai D semakin baik sistem drainasenya. Secara kuantitatif nilai D dikelompokan sebagai berikut :

           -           < 0,25 km/km² termasuk rendah

           -           0,25 – 10 km/km² termasuk sedang

           -           10 – 25 km/km² termasuk tinggi

           -           25 km/km² termasuk sangat tinggi

Kerapatan drainase yang tinggi dicirikan dengan banyaknya percabangan dalam daerah aliran dan memiliki kemiringan yang curam, yang dapat memberikan reaksi lebih cepat terhadap masuknya curah hujan sehingga laju dan volume aliran permukaan lebih tinggi.

Sedangkan kerapatan drainase yang rendah dicirikan dengan daerah aliran yang minim percabangan serta bentuk DAS-nya memanjang dan secara topografi daerahnya landai dan juga terdapat cekungan-cekungan, sehingga respon terhadap masuknya curah hujan sangat lambat (waktu konsentrasinya panjang).

Kerapatan drainase turut mempengaruhi waktu konsentrasi. Pada DAS yang memiliki kerapatan drainase tinggi, waktu kosentrasinya pendek dan laju aliran permukaannya besar. Waktu yang diperlukan air dari titik terjauh untuk sampai di titik kontrol relatif singkat pada DAS yang kerapatan drainasenya tinggi dibandingkan DAS yang kerapatannya rendah.

Waktu kosentrasi (tc) sendiri adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik yang ditinjau (kontrol), yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran. Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi tergantung dari sejumlah faktor antara lain, luas daerah pengaliran, panjang saluran, debit dan kecepatan aliran.

Harga tc ditentukan oleh panjang saluran yang dilalui aliran dan kemiringan saluran. Besarnya nilai tc dapat dihitung dengan beberapa rumus salah satunya rumus Kirpich di bawah ini  :

Contoh Soal :

Suatu sungai utama (main stream) memiliki panjang 8,5 km. Elevasi di hulu ± 325 mdpl dan elevasi di hilir ± 9 mdpl. Hitunglah waktu konsentrasi sungai utama !

 Sumber :

Wesli, Ir.,2008, Drainase Perkotaan, Graha Ilmu, Yogyakarta

Dampak Lingkungan Pada Aktifitas Galian C di Sungai Kampwolker Kota Jayapura ( Tahun 2012)

I. Pendahuluan

Bentang alam atau rona lingkungan sungai dapat berubah oleh karena aktifitas yang dilakukan manusia, baik di dalam alur sungai maupun di sepanjang sempadan sungai. Salah satu aktifitas yang berpotensi menyebapkan perubahan pada rona lingkungan sungai adalah aktifitas pengalian material sungai yang masuk kategori bahan galian golongan C. Seperti halnya yang terjadi di Sungai Kampwolker yang berada Distrik Heram Kota Jayapura, yang dari sisi geologi wilayah mempunyai potensi menghasilkan bahan galian C cukup besar, seperti pasir, kerikil, batu ciping, dan batu kali.

Potensi bahan galian ini menarik sejumlah orang untuk melakukan penggalian material sungai. Penggalian material sungai bisa memberi dampak bagi lingkungan, secara khusus bagi rona lingkungan sungai. Tulisan kali ini akan dibahas secara garis besar dampak yang ditimbulkan dari adanya aktifitas penggalian material sungai terhadap rona lingkungan sungai dengan mengangkat contoh kasus penggalian material sungai di Sungai Kampwolker Distrik Heram Kota Jayapura.

II. Letak Lokasi dan Jenis Bahan Galian

Gambar 1. Peta Topografi Wilayah Studi 

Lokasi galian berada di Sungai Kampwolker Distrik Heram Kota Jayapura. Sungai ini mengalir menuruni lereng pegunungan Cycloops dari arah Utara ke Selatan dan bermuara di Danau Sentani. Sungai ini memiliki panjang sekitar 12.446 km dan lebar 35 m. Sedangkan kosentrasi penggalian dan pengambilan berlangsung dalam alur sungai dengan panjang area mencapai 2,4 km, dengan badan sungai rata-rata 30 meter, atau dengan luas mencapai 72.000 m².

Gambar 2. Jenis Bahan Galian 

Material sungai yang digali dan diambil di sungai Kamp.Wolker terdiri dari pasir, kerikil, batu ciping, dan batu kali.

III. Dampak Lingkungan

1.      Terbukanya lapangan pekerjaan

2.      Tersedianya material untuk pembangunan sarana infrastruktur

3.      Berubahnya rona lingkungan sungai, antara lain :

Gambar 3. Perubahan pada Dasar Sungai 

-          Penggalian pada dasar sungai merubah arah aliran air sungai

-          Penggalian pada dasar sungai meninggalkan bekas lubang penggalian

-          Penggalian yang memasuki kaki tebing sungai membuat tebing sungai tidak stabil dan rentan runtuh

-          Penggalian dan pengambilan material sungai seperti pasir dan bongkahan batu turut meningkatkan laju dan kecepatan air sungai pada ketika banjir sungai, karena material sungai yang belum diambil bisa menjadi semacam barrier untuk menghambat dan mengurangi laju dan kecepatan air

-          Dasar sungai menjadi gersang pada musim panas karena penggalian dan pengambilan material pada dasar sungai turut menghilangkan aliran dasar (base flow)

V. Saran Upaya Pengendalian Dampak

Berikut ini beberapa saran atau upaya untuk mengurangi dampak pada rona lingkungan sungai maupun dampak ikutan :

1.      Penggalian dilakukan pada dasar sungai sebaiknya tidak eksploitatif dan tidak boleh melewati lapisan perisai dasar sungai atau sederhananya itu penggalian disesuaikan dengan kecepatan pengendapan. Misalnya, penggalian dilakukan sedalam 1 meter dan ketika banjir sungai lubang galian itu akan tertutup kembali (ada kesimbangan antara volume pengambilan dan pengendapan).

2.      Hindari penggalian pada alur sungai yang miring karena akan berpotensi menyebapkan agradasi dan degradasi (perbedaan elevasi antara satu bagian sungai dengan bagian lainnya cukup mencolok, sehingga bisa berpotensi membuat aliran air cenderung destruktif pada waktu banjir sungai).

3.      Perlu dilakukan pemasangan bronjong kawat dan talud pada tebing sungai guna meminimalisir terjadinya erosi tebing dan mengurangi potensi gerakan massa tanah

4.      Perlu dilakukan penghijauan (riparian strip) sekitar bantaran dan tebing sungai

Sumber :

KEPMENLH Nomor 43 Tahun 1996 tentang Kriteria Kerusakan Lingkaungan Bagi Usaha atau Kegiatan Penambangan Bahan Galian Golongan C jenis Lepas di Daratan

Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 08 Tahun 2006 tentang Pedoman Penyusunan Analisis Mengenai Dampak Lingkungan Hidup.

Karakteristik Umum Bentang Alam Sungai

Bentang alam merupakan kenampakan yang terbentuk karena proses-proses alami dan bukan hasil campur tangan manusia. Salah satu contoh bentang alam adalah sungai.

Sungai adalah tempat dan wadah-wadah serta jaringan pengaliran air mulai dari mata air sampai muara dengan dibatasi kanan dan kirinya serta sepanjang pengalirannya oleh garis sempadan (UU No 35 Tahun 1991)

Karakteristik atau keadaan bentang alam sungai dari hulu ke hilir (mata air sampai muara) tidak seragam, masing-masing mempunyai ciri-ciri tersendiri. Agar lebih mudah mengambarkan karakteristik bentang alam sungai, maka sungai dari bagian hulu ke hilir dapat dibedakan menjadi tiga bagian yakni, sungai bagian atas, tengah, dan bawah. Berikut akan dijelaskan karakteristik umum ketiga bagian sungai tersebut :

1. Sungai bagian atas

Luapan mata air di pegunungan mengalir membentuk sungai yang dalam perjalanan menuju ke laut akan bergabung dengan sungai yang lain. Pada sungai bagian atas kecepatan alirannya tinggi, hal ini tak lain karena dipengaruhi oleh gradien kemiringan lereng yang tinggi.  Kedua sisi kanan kiri terjal dan berbentuk V. Badan dan dasar sungainya sempit. Erosinya cenderung vertikal mengikis dasar sungai. Selain itu, terkadang terdapat air terjun dan riam.

2. Sungai bagian tengah

Pada bagian ini badan sungai menjadi lebar karena bertemu dengan anak-anak sungai dan aliran sungai lambat karena dipengaruhi gradien lereng yang sedang. Erosi sungai ke samping dan lembah semakin melebar. Kelokan (meander) mulai tampak. Pengendapan dapat terjadi terutama di bagian depan belokan dan tepi-tepi sungai.

3. Sungai bagian bawah

Gambar Profil Memanjang Sungai

Pada bagian ini sungai melebar dan aliran lambat karena gradien lemah sehingga terjadi banyak pengendapan. Bila terjadi banjir sungai, sedimen terangkut dan diendapkan ke seluruh lembah sehingga membentuk tanggul alam di kanan kiri sungai. Selain itu terkadang juga terdapat danau kali mati (oxbow lake), yang merupakan kelokan (meander) yang telah terpotong. Dan juga cut off, yakni kelokan yang hampir terpotong oleh hasil pengendapan. 

Kira-kira demikian pembahasan mengenai Karakteristik Umum Bentang Alam Sungai. Ciri-ciri yang dibahas diatas hanyalah gambaran umum, bukan berarti semua sungai seperti itu, misalnya sungai A terdapat oxbow lake belum tentu sungai B demikian. (*)

Pengaruh Karakteristik DAS Pada Aliran Permukaan

Hujan yang jatuh ke muka bumi sebagian berinfiltrasi kedalam tanah menjadi air bawah dan sebagian lagi mengalir di permukaan tanah yang sering disebut dengan aliran permukaan. Arah, laju, dan volume aliran permukaan dipengaruhi oleh karakteristik daerah aliran sungai (DAS).

Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan dan mengalir ke danau atau laut secara alami, yang batas di darat merupakan batas pemisah topografi dan batas di laut sampai daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan (UU No 7 Tahun 2004). Menafsirkan DAS itu bukan sebatas sungai utama saja (main stream), tetapi juga aliran-aliran yang menuruni lereng-lereng bukit itu juga merupakan disebut juga daerah aliran sungai. Batas DAS adalah punggung-punggung bukit  tempat dimana hujan dan turun mengalir sebagai run off dan memberikan kontribusi ke titik kontrol (muara sungai).

Ada beberapa faktor karakteristik DAS yang memberi pengaruh besar bagi aliran permukaan, antara lain :

 1. Bentuk DAS

Gambar 1. Bentuk DAS 

Bentuk DAS yang memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliran permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang melebar. Mengapa demikian ? Ini dipengaruhi oleh waktu kosentrasi. Waktu kosentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran. Bentuk DAS yang memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliran permukaan yang cenderung yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang melebar, sehingga terjadinya konsentrasi air dititik kontrol lebih lambat yang berpengaruh pada laju dan volume aliran permukaan.

2. Topografi

topografi atau relief suatu daerah aliran memberi pengaruh cukup besar bagi aliran permukaan. Kenampakan seperti kemiringan lahan berpengaruh terhadap kecepatan aliran dan tentu memainkan peran dalam suatu bentuk hidrograf. DAS dengan kemiringan curam disertai dengan parit saluran yang rapat akan menghasilkan laju dan volume aliran permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan DAS yang landai dengan parit yang jarang. Kerapatan parit itu berbicara mengenai reaksi DAS terhadap curah hujan yang masuk. DAS yang kemiringannya besar dengan parit yang rapat tentu lebih cepat mengalirkan air ke outlet dibandingkan dengan DAS yang landai dengan parit yang jarang, sehingga tidak timbul genangan yang dapat berpotensi menyebapkan banjir.

Gambar 2. Profil Kemiringan Sungai 

Secara sederhana kemiringan saluran sering digambarkan dalam kemiringan suatu garis, seperti terlihat pada gambar diatas.

2. Tata guna lahan (Land Use)

Tata guna lahan (land use) mempengaruhi jumlah dan kecepatan limpasan permukaan. Pengaruh tata guna lahan dinyatakan dalam koefisien limpasan permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Angka koefisien aliran permukaan ini merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS . Nilai C berkisar atanra 0 sampai 1. Nilai C = 0 menunjukan bahwa semua air hujan terintersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah. Sebaliknya Nilai C =1 menunjukan bahwa semua air hujan mengalir sebagai air permukaan.

Penerapan dalam Studi Kasus

Karakteristik DAS dan Potensi Banjir di Abepura

Gambar 3. Peta Topografi Daerah Abepura ( Sumber : DEM SRTM )

Wilayah Abepura terdiri dari perbukitan dan dataran. Memiliki ketinggian tempat antara 0-400 Mdpl dan memiliki kemiringan rata-rata 0-30⁰.

Gambar 4. Peta DAS Kota Jayapura (Sumber : Laporan Pokja AMPL Kota Jayapura)

Wilayah Abepura pada peta DAS Kota Jayapura masuk dalam DAS Sentani. Maka bisa dikatakan Sungai Acai dan Siborogonyi adalah Sub DAS. Wilayah Abepura dialiri dua sungai utama (main stream), yakni Sungai Acai dan Siborogonyi yang bermuara di Teluk Youtefa. Sungai Acai memiliki panjang kurang lebih 2.245 m, lebar 12,5 meter, dan kedalamannya 4,5 meter. Sedangkan sungai Siborogonyi (Kotaraja) memiliki panjang 11.619 meter, lebar 12 meter, dan memiliki kedalaman 4,5 meter. Tata guna lahan di wilayah Abepura secara umum 30% merupakan kawasan terbangun dan 70% dan kawasan tak terbangun.

Gambar 5. Peta Relief yang Menunjukan Daerah Aliran Sungai Acai dan Siborogonyi (Garis Poligon Merah)

 Bagimana bentuk daerah aliran bisa dlihat pada peta relief diatas, sudah jelas bentuk relief daerah aliran Sub DAS Acai dan Siborogonyi (batas daerah aliran garis poligon merah). Bentuk daerah aliran yang memanjang ditambah dengan sebagian tempat landai tentu sangat potensial dilanda banjir pada musim penghujan (banjir karena faktor alam)

Jika banyak kawasan yang selama ini menjadi daerah resapan dikonversi menjadi kawasan terbangun tentu akan memberikan sumbangsih pada naiknya debit saluran utama (main stream). Jika saluran utama tidak berfungsi dengan baik karena dimensinya berkurang akibat sedimentasi dan sampah yang mengendap di badan air tentu banjir bisa terjadi banjir di musim penghujan (banjir karena faktor manusia).

khusus untuk Pasar Youtefa yang sering menjadi daerah langganan banjir selain karena daerahnya landai, salah sau hal yang mempengaruhi adalah efek aliran balik (back water effect), dimana elevasi muka air laut lebih tinggi dari muka air sungai ketika terjadi pasang. Hal ini terkait dengan waktu kosentrasi pada saat turun hujan dengan intensitas tinggi dan terjadi aliran banjir di sungai, jika waktu kosentrasinya lama di muara karena pengaruh back water effect pada saat pasang, tentu air yang datang tertampung lama di muara pembuangan dan kemungkinan sebagian akan meluap keluar saluran. (*)

Sumber :

Suripin (2004), Pengembangan Sistem Drainase Yang Berkelanjutan. Andi Offset Yogyakarta.

Warna Umum pada Peta

Pada peta berwarna, kenampakan alam yang berupa pegununggan, dataran tinggi, dataran rendah dan lautan dapat diketahui melalui warna-warnanya. Warna-warna tersebut menggambar ketinggian suatu tempat atau kedalaman laut. Warna-warna umum yang digunakan pada peta berwarna sebagai berikut :

1.      Hijau muda untuk menggambarkan dataran rendah.

2.      Cokelat muda menggambarkan dataran tinggi.

3.      Coklat tua untuk menggambarkan pegununggan.

4.      Biru muda untuk menggambarkan laut dangkal.

5.      Biru tua untuk menggambarkan laut dalam.

Kira-kira demikian pembahasan mengenai warna umum pada peta, yang mungkin hal tersebut kalian telah pelajari pada mata pelajaran Geografi di bangku SMA atau SMP. Pembuatan peta tidak selamanya mengacu pada warna-warna diatas, peta-peta yang dibuat khusus untuk keperluan tertentu kadang tidak terlalu berpatokan pada-pada warna tersebut. (*)