WATERSHED CONSERVATION IN NON-GROUNDWATER BASIN AREA

Thesis

Submitted as a Partial Fulfillment to the Requirements for Master Degree in Civil Engineering

Diponegoro University Semarang

Fisnu Yudha Pramono L4A 009 016

MASTER PROGRAM IN CIVIL ENGINEERING POST GRADUATE PROGRAM

DIPONEGORO UNIVERSITY SEMARANG

2012

VALIDATION SHEET

WATERSHED CONSERVATION IN NON-GROUNDWATER BASIN AREA

THESIS

Prepared by : FISNU YUDHA PRAMONO

NIM : L4A 009 016

This thesis has been approved for the seminar on July 14th 2012

Supervisor Co - Supervisor

Dr. Ir. Robert J. Kodoatie, M. Eng Prof. Dr. Ir. Suripin, M. Eng

WATERSHED CONSERVATION IN NON-GROUNDWATER BASIN AREA

Prepared by : FISNU YUDHA PRAMONO

NIM : L4A 009 016

This thesis was defended in front of examination on July 14th 2012

The thesis is accept as the requirements to obtain a master degree in Civil Engineering Examiner Team :

Dr. Ir. Robert J. Kodoatie, M. Eng ( Leader )

Prof. Dr. Ir. Suripin, M. Eng ( Secretary )

Dr. Ir. Suharyanto, M. Sc ( Team Member )

Ir. Hari Nugroho, MT ( Team Member )

Semarang, July 14th 2012

Diponegoro University Post Graduate Program

Master Program in Civil Engineering

Program Leader

Dr. Ir. Bambang Riyanto, DEA NIP. 19530326 198703 1 001

iv

ABSTRACT

Water is one of the most important of human needs. Without sufficient water, human life and its activities will have a lot of problems. Therefore, good water management is required in order to provide sufficient water constantly. Hydrological unit for water management is watersheds. In order to maintain water availability in the watershed, it will need watershed conservation. Watershed conservation are the efforts to restore and maintain the existence of water. In general, water storage in a watershed include: surface water, soil moisture and groundwater water. Groundwater is bounded by groundwater basin as a hydrogeological boundary. About 47,8 % of Indonesion region is groundwater basin and the rest as the larger part is non-groundwater basin. In the non-groundwater basin watershed, water is available in the surface and in the thin soil layer, therefore it is very important to maintain water availability on surface water and thin soil layer. The purposes of this study are to reduce soil erosion and to maintain water availaibility of non-groundwater basin watershed.

Conclusions are given based on the purposes and objectives of the study. Buper Watershed rock layer below the soil layer are mafic and ultramafic layer which is impermeable. Plant can grow according to the thickness of the soil. In savannah area, thin soil layer has a thickness around 3-25 cm, and only in the area where sediments are concentrated, soil layer has a thickness around 40-60 cm. Forest recovery is difficult when the land have been eroded or have been exposed. Exposed surface expansion is occurs go toward upstream because the increasing erosion rate due to the slope of 25-40%. Dependable flow is 0,24 m3/sec for 12.6 km2 area of Buper Watershed, estimated water demand in 2011 is 0.28 m3/sec, so it was insufficient for service areas water demand. Buper Watershed have very low erosion rate with a total area of 9,92 km2, low erosion rate with a total area of 2,6 km2 and moderate erosion rate with a total area of 0,08 km2. Management strategies to reduce soil losess are build a medium structure of bench terrace for medium rate erosion and traditional bench terrace for low rate erosion.

The recommendations are expected could be reduce soil erosion and maintain water availaibility of non-groundwater basin watershed as the pusposes of the study. To protect water resources in the non-groundwater basin watershed and to give boundary in land management are required conservation zoning. Forest rehabilitation can be done by planting various kinds of plants in the forest that hasnt been eroded yet, but in areas that have been eroded or have the thickness of the thin soil rehabilitation carried out by planting trees that can survive with limited water and soil. Land cultivation should not be done on the protected forest and upstream areas, cultivation is allowed only on the buffer area with slope of < 15%. Land rehabilitation is planned to recover the impact of soil erosion by develop medium bench terrace on the savannah landcover that has medium erosion rate and develop modification bench terrace called Fanya Juu on the land cover that has medium erosion rate. Sediment and erosion control structure (check dam) are required to reduce soil erosion and create plant growth media. In order to provide adequate water during dry seasons it is necessary to build embung with a discharge of 0,588 m3 /sec throughout the year. Water use controling is required in order to enlarge the capability to supply water continously by build separated channel for a multipurpose needs and flow control facilities.

Key note : watershed, conservation, groundwater, water balance, soil erosion, USLE, surface water, soil moisture water, watershed delineation

v

ABSTRAK

Air adalah salah satu kebutuhan paling penting dari manusia. Tanpa air yang cukup, kehidupan manusia dan kegiatannya akan mengalami banyak permasalahan. Oleh karena itu pengelolaan air yang baik sangat diperlukan untuk menyediakan cukup air secara menerus. Unit hidrologi untuk pengelolaan air adalah daerah aliran sungai (DAS). Dalam rangka untuk memelihara ketersediaan air pada DAS akan dibutuhkan konservasi DAS. Konservasi DAS adalah usaha untuk memulihkan dan memelihara keberadaan air. Secara umum, tampungan air pada DAS terdiri dari : air permukaan, kelembaban tanah dan air tanah. Air tanah dibatasi oleh cekungan air tanah sebagai batas hidrologi. Sekitar 47,8 % dari wilayah Indonesia adalah cekungan air tanah dan sisanya yang merupakan bagian terbesar adalah daerah non-cekungan air tanah (Non-CAT). Pada daerah non-CAT, air tersedia pada permukaan dan lapisan tipis tanah. Sehingga sangat penting untuk menjaga ketersediaan air pada permukaan dan lapisan tipis tanah. Maksud dari studi ini adalah mengurangi erosi tanah dan memelihara ketersediaan air pada daerah Non-CAT.

Kesimpulan diberikan berdasarkan maksud dan tujuan dari studi. Lapisan batuan pada DAS Buper yang terletak dibawah lapisan tanah tipis adalah mafic and ultramafic yang merupakan lapisan kedap air. Tanaman dapat tumbuh berdasarkan ketebalan pada tanah, pada daerah savana, ketebalan tanah sekitar 3-25 cm, dan hanya daerah dimana terdapat konsentrasi sedimen ketebalan tanah berkisar 40-60 cm. Pemulihan kembali hutan sangat sulit dilakukan ketika lahan telah tererosi atau telah terbuka. Perluasan permukaan terbuka terjadi mengarah ke hulu karena peningkatan erosi pada kelerengan 25-40%. Debit andalan sebsar 0,24 m3/dtk, kebutuhan air pada tahun 2011 sebesar 0.28 m3/dtk, oleh karena itu masih kurang cukup untuk memenuhi kebutuhan air pada daerah layanan.DAS Buper memiliki tingkat erosi sangat rendah dengan total wilayah 9,92 km2, tingkat erosi rendah dengan total wilayah 2,6 km2 dan tingkat erosi sedang dengan total wilayah 0,08 km2. Strategi pengelolaan untuk mengurangi kehilangan tanah adalah dengan membangun konstruksi sedang teras bangku untuk tingkat erosi sedang dan teras bangku sederhana untuk tingkat erosi rendah.

Rekomendasi yang dihasilkan diharapkan dapat mengurangi erosi tanah dan memelihara ketersediaan air pada daerah Non-CAT sesuai dengan maksud dan tujuan dari studi. Untuk melindungi sumber daya air pada daerah Non-CAT dan memberikan batasan pengelolaan lahan diperlukan konservasi zoning. Rehabilitasi hutan dapat dilakukan dengan menanam beberapa jenis tanaman pada hutan yang belum tererosi, namun pada hutan yang telah tererosi dan mempunyai ketebalan tanah yang tipis rehabilitasi dapat dilakukan dengan menanam jenis tanaman yang dapat bertahan hidup dengan keterbatasan air dan tanah. Pengolahan lahan semestinya tidak boleh dilakukan pada hutan lindung dan daerah hulu, pengolahan lahan diperkenankan pada daerah penyangga dengan kelerengan < 15%. Rehabilitsi lahan direncanakan untuk memulihkan dampak dari erosi tanah dengan membangun teras bangku sedang pada savana yang mempunyai tingkat erosi sedang dan membangun modifikasi teras bangku yang dinamakan Fanya Juu pada tutupan lahan lainnya yang mempunyai tingkat erosi sedang. Bangunan pengendali sedimen dan erosi berupa checkdam diperlukan untuk mengurangi erosi tanah dan menciptakan media tumbuh tanaman. Dalam rangka menyediakan air yang cukup selama musim kemarau maka diperlukan pembangunan embung dengan debit 0,588 m3 /detik sepanjang tahun. Pengendalian penggunaan air diperlukan dalam rangka memperbesar kemampuan untuk menyediakan air secara menerus dengan membangun saluran terpisah untuk multifungsi penggunaan dan fasilitas pengatur debit.

Key note : DAS, konservasi, ait tanah, neraca air, erosi tanah, USLE, air permukaan, kelembaban tanah, delineasi DAS.

vi

ACKNOWLEDGEMENT

Praise to The Lord. The writer wants to acknowledge that without the participation of God, this work would not be completed. The writer wishes to express his sincere thanks, with deep and gratitude, the indebtedness to his supervisor Dr. Ir. Robert J. Kodoatie, M.Eng and to his co-advisor Prof. Dr. Ir. Suripin M.Eng, for their patience, advice, knowledge, guidance and deep invovement in this work. Without their encouragement and interest, this thesis would not have been realized. Sincere thanks go also to the wife, family, friends, lecturers and staff of Master Program In Civil Engineering Diponegoro University Semarang, for their supports, information, assistance, awarness and motivation durin