TEKNIK, 39 (2), 2018, 120-125
doi: 10.14710/teknik.v39n2.13763               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Analisa Perubahan Volume Sedimentasi Waduk Pangsar Soedirman Menggunakan Karakteristik Curah Hujan Berbasis Universal Soil Loss Equation (USLE)
Teguh Marhendi *
Departemen Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah, Purwokerto, Indonesia, Jl. Raya Dukuh Waluh, Purwokerto, Indonesia 53182

## Abstrak
Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis pengaruh karakteristik curah hujan di daerah tangkapan air  Waduk  Pangsar  Sudirman  terhadap  peningkatan  sedimentasi  Waduk.  Penelitian  dilakukan menggunakan formula USLE dengan faktor curah hujan (erosivitas) di DTA Waduk Pangsar Soedirman sebagai  penentu.  Data    laju  sedimentasi  waduk  tahun  1989-2010  digunakan  sebagai  verifikasi  hasil analisis.  Hasil  penelitian  menunjukkan  DTA  Waduk  Pangsar  Soedirman  memiliki  curah  hujan  tahunan rata-rata  sebesar  3.900  mm/tahun.    Karakteristik  curah  hujan  ini  menyebabkan  potensi  kejadian  erosi dan  sedimentasi  cukup  besar.  Volume  sedimen  di  Waduk  Pangsar  Soedirman    sejak  tahun  1989  hingga 2010, mencapai  92,77 juta m 3 atau  sekitar 60 % dari volume dead storage dengan  volume inflow rata- rata sedimen mencapai 4,2 juta m 3 /tahun.
Kata kunci : karakteristik hujan; Peningkatan Sedimentasi; Waduk Pangsar Soedirman

## Abstract
[Title:  Reservoir  Sedimentation  Volume  Changing  Analysis  of  Pangsar  Soedirman  Dam  Through USLE Based Rainfall Characteristics] This research aims to analyse the reservoir sedimentation volume changing  of  Pangsar  Soedirman  Dam  at  Banjarnegara  regency  through  rain  erosivity  and  erosion analysis  using  universal  soil  loss  equation  (USLE)  method.  The  catchment  area  of    Pangsar  Soedirman Dam  reservoir  has  rainfall  ranging  from  1,500  -  5,500  mm/year.  In  1989  and  1993,  rainfall  which  has ranging  from  3,000  -  5,500  mm/year  did  not  make  any  increase  of  reservoir  sedimentation  volume.  In contrast, with rainfall 1,500 mm/year in 1998, the reservoir sedimentation volume reached 6 million m 3 . Similarly,  with  rainfall  5,500  mm/year  in  1999,  the  reservoir  sedimentation  volume  decreased  from  6 million m 3 to about 4 million m 3 . These results show that the characteristics of rainfall in the catchment area  do  not  always  contribute  to  the  increase  of  sedimentation  volume  in  the  reservoir  but  can  also  be influenced by other determinants other than rain.
Keywords : sediment yields;  reservoir sedimentation;  rainfall characteristics

## 1. Pendahuluan
1.1 Sedimentasi Waduk Mrica
Laju  erosi  dan  sedimentasi  daerah  tangkapan  air masih  menjadi  permasalahan  utama  dalam  pengelolaan waduk di Indonesia. Beberapa waduk besar di Indonesia mengalami  permasalahan  tersebut,  termasuk  Waduk Mrica.  Sedimen  yang  mengendap  di  atas  tampungan mati  akan  mengurangi  volume  efektif  waduk.  Beberapa
permasalahan  lain  yang  timbul  akibat  sedimentasi  ini adalah  berkurangnya  kapasitas  tampungan  waduk  yang mengakibatkan  berkurangnya  kapasitas  pengendalian banjir,  produksi  listrik  dan  pangan  (Soewarno  & Syariman, 2008).
Waduk  Mrica  atau  juga  dikenal  dengan  Waduk Panglima Soedirman, mengalami peningkatan sedimentasi  yang  cukup  tinggi.  Dengan  tingkat sedimentasi yang terjadi maka umur waduk diperkirakan tidak sesuai rencana yaitu kurang dari 60 tahun (Suwarta dkk. , 2010).
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi. E-mail: tmarhendi@gmail.com
doi: 10.14710/teknik.v39n2.13763               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 1. Perkembangan kumulatif sedimen di Waduk Pangsar Soedirman 1989-2017 ( PT. Uni Indonesia Power UBP Waduk Mrica, 2018)
Perkembangan sedimentasi Waduk Pangsar Soedirman tahun 1989 - 2017 ditampilkan pada Gambar 1.  Di  tahun  2017  volume  sedimentasi  sudah  mencapai 114  juta  meter  kubik  (PT.  Uni  Indonesia  Power  Ubp Waduk  Mrica,  2018;  Marhendi  &  Ningsih,  2018). Dengan perkembangan sedimentasi yang terus meningkat,  maka  dapat  diperkirakan,  kondisi  saat  ini kapasitas waduk terus mengalami pengurangan.
1.2 Karakteristik  Waduk  Mrica  dan  Daerah  Tangkapan Air
Waduk  Mrica  berlokasi  di  Kecamatan  Bawang, Kabupaten  Banjarnegara,  pada  koordinat  109  06’00”  – 110  07’49”  BT  dan  7  17’04”  –  7  47’07”  LS.  Waduk dibangun  tahun  1983  dan  mulai  digenangi  Bulan  April tahun 1988. Luas genangan pada elevasi + 231 m sekitar 8  km 2 dengan  volume  efektif  sekitar  47  juta  m 3 . Luas genangan    pada  elevasi  penuh  mencapai  sekitar  12  km 2 dengan  volume  genangan  141,247  juta  m 3 .  Luas genangan  pada  elevasi  +  234,50  m  mencapai  sekitar 12,50  km 2 .    Sedangkan  luas  genangan  pada  elevasi  + 235  m  (operasi  penuh)  mencapai  12,91  km 2 dengan volume  genangan  mencapai  187,62  juta  m 3 .    Elevasi minimum  yang  diijinkan  untuk  beroperasi  adalah  pada elevasi + 224 m atau pada volume tampungan 96,11 juta m 3 .  Tinggi  bendungan  sampai  dengan  elevasi  +235  m mencapai  75  m,  sedangkan  ketinggian head dari  dasar bendungan  ke  turbin  mencapai  18  m  (Soewarno  & Syariman, 2008).
Karakteristik waduk dapat diamati dari hubungan antara  elevasi  muka  air  waduk  dengan  volume (tampungan)  air  waduk  dan  luas  permukaan  air  waduk pada  saat  tertentu.  Penampang  memanjang  Waduk
Mrica setelah 15 tahun operasi (1989-2004) dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Penampang memanjang Waduk Pangsar Soedirman setelah 15 tahun operasi
Dari  Gambar  2,  dapat  diamatai  bahwa  telah terjadi  perubahan  penampang  memanjang  pada  Waduk Mrica  atau  Pangsar  Soedirman  sejak  beroperasi  hingga 15  tahun  (  1989-2004).    Berdasarkan  gambar  tersebut, elevasi  dasar dead  storage terus  mengalami pendangkalan akibat penambahan/peningkatan sedimentasi  di  waduk  tersebut.  Elevasi  dasar  dead storage  pada  awal  operasi  berada  pada  level  +165  dan pada  tahun  2004  berada  pada  level  +  190.  Sementara pada  Gambar  3  menunjukkan  kondisi  Waduk  Pangsar Soedirman berdasarkan volume, volume efektif, volume waduk  dan  kumulatif  volume  sedimen  sampai  dengan tahun 2017.
doi: 10.14710/teknik.v39n2.13763               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 3 . Volume sedimen, volume efektif, volume waduk dan kumulatif volume waduk Pangsar Soedirman sampai tahun 2017( PT. Uni Indonesia Power UBP Waduk Mrica, 2018)
Gambar 4. Daerah Tangkapan Air Waduk Pangsar Soedirman
Daerah  tangkapan  Waduk  Mrica  meliputi    Sub DAS  Serayu  hulu,  Merawu  dan  Sub  DAS  lainnya dengan  total  luas  sekitar  955,2  km 2 .  Luas  tersebut kurang  lebih  29,91  %  dari  luas  seluruh  DAS  Serayu (Gambar  3).    Secara  keseluruhan  DAS  Serayu  terletak pada koordinat 07 ° 01′ 52″ - 07 ° 31′ 54″ LS dan 108 ° 50′  16″  -  110  °04′  20″  BT  (Soewarno  &  Syariman, 2008).
Daerah  tangkapan  Waduk  Mrica  umumnya bertopografi  perbukitan  dengan  lembah  yang  curam. Bentang alamnya termasuk fluvio vulkanik dan  material penyusunnya  merupakan  hasil  aktivitas  vulkanik  dan pengendapan.  Sungai  utama  yang  mengalir  ke  Waduk Mrica  adalah  Sungai  Serayu  dan  Merawu.  Sungai  lain yang  juga  mengalir  ke  waduk  antara  lain  Sungai  Tulis,
Songoluang,  Preng,  Begaluh,  Wanadadi  dan  Banjaran (Marhendi & Salim, 2014).
Daerah  tangkapan  Waduk  Mrica  ditunjukkan pada  Gambar  4.  Daerah  ini  meliputi    Sub  DAS  Serayu hulu,  Merawu  dan  Sub  DAS  lainnya  dengan  total  luas sekitar  955,2  km 2 .  Luas  tersebut    kurang  lebih 29,91 % dari  luas  seluruh  DAS  Serayu  (Gambar  4).    Secara keseluruhan  DAS  Serayu  terletak  pada  koordinat  07  ° 01′  52″  -  07  °  31′  54″  LS  dan  108  °  50′  16″  -  110  °04′ 20″ BT (Soewarno & Syariman, 2008).
Daerah  tangkapan  Waduk  Mrica  umumnya bertopografi  perbukitan  dengan  lembah  yang  curam. Bentang alamnya termasuk fluvio vulkanik dan  material penyusunnya  merupakan  hasil  aktivitas  vulkanik  dan pengendapan.  Sungai  utama  yang  mengalir  ke  Waduk Mrica  adalah  Sungai  Serayu  dan  Merawu.  Sungai  lain yang  juga  mengalir  ke  waduk  antara  lain  Sungai  Tulis, Songoluang,  Preng,  Begaluh,  Wanadadi  dan  Banjaran (Marhendi & Salim, 2014).

## 2. Metode Penelitian
2.1 Langkah-langkah penelitian
Langkah-langkah  penelitian  ini  meliputi  (1) analisis peningkatan sedimentasi yang masuk ke Waduk Mrica.  Dalam  penelitian  ini  data  yang  digunakan  mulai tahun  1989  –  2010  dengan  pertimbangan  data  cukup memadai  dan  lengkap,  dan  (2)  analisis  karakteristik curah  hujan  yang  terjadi  di  daerah  tangkapan  Waduk Mrica  sejak  tahun  1989  –  2010.  Analisis  dimaksudkan untuk  mengetahui  karakteristik  curah  hujan  di    daerah tangkapan  waduk  tersebut.  Analisis  dilakukan  pada  13

## TEKNIK, 39 (2), 2018, 123
doi: 10.14710/teknik.v39n2.13763               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
stasiun hujan di daerah tangkapan waduk yang berada di hulu waduk.
2.1 Formula Universal Soil Loss Equation (USLE) Formula  USLE  pertama  kali  dikembangkan  di
United State Departmen
of Agriculture-Soil Conservation Service (USDA-SCS) bekerjasama dengan Universitas  Purdue  (Lu,  et  al,  2003).  Pada  penggunaan formula  USLE,  selalu  dikaitkan  dengan  lima  faktor penyebab  yaitu  faktor  iklim,  faktor  tanah,  topografi, faktor  tutupan  lahan  dan    faktor  kegiatan  atau  perilaku manusia.  Oleh  karena  itu  formula  ini  memperhitungkan kelima  faktor  tersebut  dalam  menentukan  metode pendugaan besar erosi suatu lahan.
Ditinjau  dari  parameternya,  formula  USLE mencerminkan  adanya  faktor  skala  tempat  dan  waktu. Skala  tempat  berkaitan  dengan  semua  parameter penyusun formulasi USLE, sedangkan skala waktu lebih terkait  dengan  faktor  hujan  (erosivitas  hujan,  R)  dan faktor penutup tanah  serta pengelolaannya (C) terutama untuk tanaman semusim.
Laju erosi tahunan pada umumnya dimodelkan secara  empirik  dengan Universal  Soil  Loss  Equation (USLE),  yang  dirumuskan  sebagai  berikut  (Wischmeier & Smith, 1978):
CKR L E S
 (1)
dengan,
E = laju erosi (ton/km 2 /tahun),
L S
= indeks kemiringan lereng,
C = tutupan lahan, K = erodibilitas dan, R = erosivitas.
2.3 Erosivitas hujan
Penyebab  utama  erosi  tanah  adalah  pengaruh pukulan air hujan pada tanah. Hujan menyebabkan erosi tanah  melalui  dua  jalan  yaitu  pelepasan  butiran  tanah oleh  pukulan  air  hujan  pada  permukaan  tanah  dan kontribusi hujan terhadap aliran.
Nilai  R  ( erosivitas )  menurut  Lu dkk. (2003),  dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
100 ) * ( 30 30 I E
EI  (2)
Bols  (1978)    dalam  Lu,  et  al,  2003,  mengadakan pendekatan  dalam  menghitung  EI 30 menggunakan  data hujan  harian,  hari  hujan  dan  hujan  bulanan.  Formulasi ini  masih  terbatas  bagi  daerah  Pulau  Jawa  dan  Pulau Madura.
275 , 0 * 02727 , 0 ) ( * 467 , 2 2   d d d P P R (3)
53 , 0 max 47 , 0 21 , 1 ) ( * ) ( * ) ( * 119 , 6 P HH P R m m   (4)
dengan ,
R d
= erosivitas hujan harian.
P d = curah hujan harian dalam cm. R m = erosivitas hujan bulanan. P m = hujan bulanan dalam cm. HH
= hari hujan dalam satu bulan.
P max =  hujan  harian  maximum  pada  bulan  yang bersangkutan dalam cm.
Apabila tidak tersedia data hujan harian maximum pada bulanan  yang  akan  dihitung,  dapat  digunakan  formulasi sebagai  berikut  (DHV  Consulting  Engineers,  1989; Purbandono, 2006):
36 , 1
* 21 , 2 m m P R  (5)

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Sedimentasi waduk mrica
Pelumpuran  Waduk  Mrica  telah  berlangsung sejak  tahun  pertama  mulai  operasi  (1989).    Sedimen pada awal operasi sebesar 3,38 juta m 3 atau  sekitar 2,41
% dari total volume  waduk (Marhendi, 2011; Marhendi
&  Salim,  2014).    Tahun  2004  volume  sedimen  yang masuk waduk mencapai 67,24 juta m 3 atau sekitar 48,36
%  dari  total  volume  waduk.  Sedangkan  tahun  2017 volume  sedimen  kumulatif  yang  mengendap  mencapai 114  juta  m 3 atau    sekitar  77  %  volume    waduk  dengan volume  rata-rata  sedimen  yang  masuk  waduk  mencapai 4,17  juta  m 3 /tahun.  Volume  sedimen  yang  masuk Waduk  Mrica  selama  kurun  waktu  tahun  1989  sampai 2017 disajikan pada 3.
Mengacu  Gambar  3,  volume  sedimentasi  yang masuk ke Waduk Mrica bervariasi sepanjang tahun 1989 –  2017.  Tercatat  ada  4  tahun  data  yaitu  tahun  1991, 1995, 1998 dan 2000 yang cukup tinggi volume sedimen yang  masuk  ke  waduk  dengan  volume  berkisar  antara 5,02 hingga 7,03 juta m 3 , dengan rerata berkisar 4,2  juta m 3 per tahun.
3.2 Karakteristik  Hujan  Daerah  Tangkapan  Air  Waduk

## Mrica
Salah  satu  penentu  terjadinya  erosi  adalah intensitas  hujan  yang  cukup  tinggi.  Lahan  dengan intensitas  hujan  yang  cukup  tinggi,  kecenderungan terjadi erosi dan sedimentasi umumnya cukup besar (Marhendi & Salim, 2013)
Untuk  memperoleh  data  hujan  yang  benar, diperlukan data pencatatan hujan dan peta jaringan hujan pada  Daerah  tangkapan  Waduk  Pangsar  Soedirman. Data  curah  hujan  tersebut  digunakan  untuk  analisis
doi: 10.14710/teknik.v39n2.13763               Copyright © 2018, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
curah hujan rerata yang terjadi dalam tahun perhitungan. Berdasarkan  peta  jaringan  hujan  terdapat    13  stasiun penakar  hujan  yang  tersebar  di  daerah  tangkapan  air Waduk Pangsar Soedirman.
Gambar 5. Peta Stasiun hujan daerah tangkapan air Waduk Pangsar Soedirman
Gambar  6 .  Hujan  tahunan  rerata  dan  volume  sedimen yang masuk Waduk Pangsar Soedirman
Gambar  5  diatas,  menunjukkan  lokasi  beberapa stasiun hujan yang terdapat di daerah tangkapan Waduk Mrica.  Curah  hujan  daerah  tangkapan  air  Waduk  Mrica tergolong  tinggi  dengan  rerata  hujan  bulanan  sebesar 289,6  mm.  Sementara  itu  sedimen  yang  masuk  ke waduk  juga  cukup  tinggi  dengan  rerata  4.2  juta  m 3 per tahun.
Berdasarkan  Gambar  6,  dapat  dijelaskan  bahwa curah  hujan  yang  tinggi  tidak  selalu  menimbulkan peningkatan  volume  sedimen  yang  masuk  waduk.  Pada tahun  1989  dan 1993,  tercatat  curah  hujan  cukup  tinggi berkisar 3.000-5.500 mm/tahun, namun volume sedimen yang  masuk  tidak  menunjukkan  peningkatan  di  tahun- tahun  tersebut.  Tahun  1998  curah  hujan  yang  terjadi cukup  rendah  berkisar  1500  mm/tahun,  namun  terjadi peningkatan  volume  sedimen  yang  masuk  mencapai  6 juta  m 3 .  Sedang  di  tahun  1999    dengan  curah  hujan berkisar  5500  mm/tahun,  tetapi  sedimentasi  justru menurun dari 6 juta m 3 menjadi sekitar 4 juta m 3 .

## 4. Kesimpulan
Daerah  tangkapan  air  Waduk  Mrica  memiliki  curah hujan  sebagai  salah  satu  penentu    laju  erosi  permukaan berkisar  1.500  –  5.500  mm/Tahun.    Karakteristik  curah hujan  di  daerah  tangkapan  tersebut  tidak  selalu memberikan kontribusi
terhadap peningkatan sedimentasi  di  waduk.  Pada  tahun  1989  dan  1993, dengan  curah  hujan  berkisar  3.000-5.500  mm/tahun, volume  sedimen  tidak  menunjukkan  peningkatan. Sebaliknya  tahun  1998  dengan  curah  hujan  berkisar 1500  mm/tahun,  terjadi  peningkatan  volume  sedimen mencapai 6 juta m 3 . Demikian juga tahun 1999  dengan curah hujan berkisar 5500 mm/tahun, sedimentasi justru menurun  dari  6  juta  m 3 menjadi  sekitar  4  juta  m 3 . Dengan  demikian  penyebab  peningkatan  sedimentasi  di waduk tidak hanya dipengaruhi oleh  karakteristik curah hujan,  tetapi  bisa  juga  dipengaruhi  oleh  faktor  penentu yang lain selain hujan.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  PT  Indonesia Power UBP Mrica yang telah meminjamkan data.

## Daftar Pustaka
Lu,  H.,  Moran,  C.,  Prosser,  I.  P.  (2006) Modelling
Sediment Delivery Ratio over the Murray Darling Basin.  Environmental  Modelling  &  Software , 21(9), 1297-1308.
PT.  Indonesia  Power,  2008,  Laporan  Pelaksanaan Penyelidikan  Sedimentasi  Waduk  PLTA  PB Sudirman, Banjarnegara
Soewarno  dan  Petrus  Syariman,  2008,  Sedimentation Control: Part II. Intensive Measures the Inside of the  Mrica  Reservoir,  Central  Java, Journal  of Applied  Sciences  in  Environmental  Sanitation ,  3 (1): 17-24.
Teguh  Marhendi,  Dewi  Laras  Sulastri  Ningsih,  2018, Prediksi Peningkatan Sedimentasi Dengan Metode Angkutan Sedimen (Studi Kasus Sedimentasi  Di  Waduk  Mrica,  Jurnal  Techno
Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammdiyah Purwokerto, 2018
Teguh  Marhendi,  Satrio  Triana  Putra,  2018,  Pengaruh Aktivitas Flushing Terhadap Umur Waduk  (Studi Kasus Waduk Mrica Banjarnegara), Jurnal JRST, LPPM UMP, 2018
Marhendi,  T.,  Salim,  M.A.  (2014).  Penentuan  Erosi Lahan  Menggunakan  Formula  Usle  Dengan Dasar Karakteristik Tanah. Techno. 15(2), 9-14.
Marhendi,  T.  (2011).  Analisis  Umur  Fungsi  Waduk Mrica, Jurnal Techno Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammdiyah Purwokerto, 2011
Marhendi,  T.  (2013).  Strategi  Pengelolaan  Sedimentasi Waduk. Techno. 14(2), 29-41. Wischmeier, W. H. & Smith, D. D. (1978). Predicting Rainfall Erosion Losses: A Guide to Conservation Planning. Diakses dari
https://naldc.nal.usda.gov/download/CAT797069 28/PDF