Pengelolaan DAS Dengan Pendekatan Model Hidrologi Adi Wijaya

7/17/2019 Pengelolaan DAS Dengan Pendekatan Model Hidrologi Adi Wijaya

http://slidepdf.com/reader/full/pengelolaan-das-dengan-pendekatan-model-hidrologi-adi-wijaya 1/10

Prosiding Seminar Nasional Limnologi V tahun 2010

436

PENGELOLAAN DAS DENGAN PENDEKATAN MODEL HIDROLOGI(STUDI KASUS DAS KONTO HULU JAWA TIMUR)

Adi Wijaya

Balai Riset dan Observasi Kelautan, Kementerian Kelautan dan Perikanan

Email: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan pada DAS Konto Hulu yang bermuara di Waduk Selorejo. DAS

tersebut berfungsi sebagai pemasok air dan juga sedimen pada waduk tersebut. Guna mengetahui pengelolaan lahan di DAS Konto Hulu perlu melihat karakteristik parameter fisik hidrologi yangdihasilkan dengan menggunakan model hidrologi. Model yang digunakan adalah model hidrologi

terdistribusi. Model ini dapat mensimulasikan hubungan hujan dan limpasan. Satuan analisisterkecil dari model adalah grid, dimana setiap grid memberikan kontribusi sesuai dengan

karakteristik yang dimiliki. Hasil penelitian menunjukkan besaran nilai koefisien aliran yangterjadi pada pemanfaatan lahan di DAS Konto Hulu adalah 64% (termasuk tinggi). Luasan padatiap satuan lahan yang mempunyai nilai koefisien aliran rendah (1692,23 ha), normal (1046,07ha), tinggi (690,65 ha), dan ekstrim (2754,80 ha). Distribusi dan luasan koefisien limpasan padakelas tinggi dan ekstrim diperlukan tindakan konservasi dengan mengubah jenis tanaman dan

sistem pengelolaan lahan. Jenis pengelolaan lahan yang dianjurkan dengan cara menutup lahan pertanian terbuka dengan jerami, membuat teras-teras pada lereng > 15% dan menanam tanaman yang berkanopi rapat, sebagai faktor pertimbangan adalah kelas kemampuan lahan. Hasil simulasi dari kegiatan konservasi tersebut menghasilkan luaran limpasan < 50%.

Kata Kunci : pemanfaatan lahan, koefisien limpasan,konservasi, kemampuan lahan

PENDAHULUAN

Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan suatu ekosistem yang didalamnya

terjadi interaksi antara faktor-faktor abiotik (tanah dan iklim) dan biotik (vegetasi)

serta manusia dengan segala aktivitasnya. Interaksi tersebut dinyatakan dalam

bentuk keseimbangan antara masukan dan keluaran yang mencirikan keadaan

hidrologi suatu DAS (Seyhan, 1990). Dalam upaya pengelolaan DAS yang baik

diperlukan suatu perencanaan, untuk itu diperlukan suatu pendekatan model

hidrologi dalam pemanfaatan sumberdaya lahan secara optimal, yang dapat

menggambarkan kondisi fisik suatu DAS (Suprayogi, 2003).

Guna mengetahui Pengelolaan DAS yang optimal digunakan model

ANSWERS ( Areal Non-point Source Watershed Environment Response

Simulation). Model ini merupakan model deterministik yang didasarkan pada

hipotesis bahwa pada sembarang titik dalam suatu DAS, akan berlaku hubungan

fungsional antara laju aliran air dengan parameter hidrologi seperti: intensitas

hujan, infiltrasi, topografi, jenis tanah, dan sebagainya. Laju aliran air dapat




437

digunakan sebagai dasar untuk mengetahui gejala perpindahan massa dalam

wilayah DAS. Konsep titik dalam hipotesis ini merupakan asumsi yang

mengambarkan area yang mempunyai keseragaman sifat hidrologis dan berlaku

pada setiap elemen luasan DAS (Pawitan, 2003).

Penelitian ini dilakukan di DAS Konto Hulu yang memiliki bentanglahan

perbukitan dan pegunungan dengan jenis tanah adalah andosol, latosol dan

kambisol. Berdasarkan Peta Rupa Bumi Indonesia dari Bakosurtanal skala 1 :

25.000 tahun 1999 Lembar Pujon, maka secara geografis DAS Konto Hulu

terletak antara 655000 – 665000 mT dan 9132000 – 9142000 mU dengan zone 49.

Jenis tanah ini baik untuk tanaman pertanian lahan kering, pesawahan dan hutan

(Wijaya, 2002). Jumlah penduduk yang ada dalam DAS berdasarkan hasil sensus

2000 adalah 46.028 jiwa dengan kepadatan penduduk 585 jiwa/km2. Hasil

pemantauan menunjukkan bahwa, karakteristik hidrologi pada DAS Konto Hulu

dari tahun 1996-2004 antara lain: 1) volume debit aliran berfluktuasi antara 785-

1.539 mm/th; 2) perubahan nilai debit maksimum dan minimum sebesar 0,010-

0,014 m3/dt/th; 3) volume debit sedimen berfluktuasi antara 8,89-40,91 ton/ha/th

(Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Brantas, 2004). Berdasarkan kenyataan

tersebut tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji bagaimana pengelolaan DAS

dengan pendekatan model hidrologi di DAS Konto Hulu Jawa Timur.

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah survei,

dengan pendekatan satuan lahan yang dibuat berdasarkan tumpang susun peta-

peta meliputi peta penutupan lahan, jenis tanah, dan kelas lereng dengan skala 1 :

50.000. Pengecekan lapangan secara intensif untuk menguji validasi satuan

pemetaan yang ada.

Penentuan titik pengamatan dan sampel dilakukan dengan teknik stratified

purposive sampling . Berdasarkan teknik tersebut diambil sampel tanah sebanyak 8

sampel yang mewakili karakteristik fisik setiap jenis tanah. Pengamatan

penutupan lahan dilakukan pada perbedaan kondisi lereng dan jenis pemanfaatan

lahan dengan sampel sebanyak 20.

Analisis menggunakan metode Cook guna mengetahui distribusi dan

besaran koefisien limpasan pada satuan lahan. Metode ini digunakan untuk




438

mengetahui pengaruh kondisi lahan dan pemanfaatannya terhadap respon

hidrologi serta mengetahui lokasi pemanfaatan lahan untuk tindakan konservasi

dari aspek hidrologi. Untuk melakukan pengelolaan DAS menggunakan model

ANSWERS sebagai dasar pembuatan simulasi dengan memperhatikan kelas

kemampuan lahan. Keluaran model berupa hidrograf aliran langsung pada setiap

simulasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Distribusi koefisien limpasan pada setiap pemanfaatan lahan

Besaran koefisien dan distribusi limpasan permukaan pada setiap

pemanfaatan lahan berdasarkan metode Cook yang dianalisis dengan sistem

informasi geografis. Analisis dengan cara tumpang susun peta-peta tematik

parameter lahan yang meliputi relief, infiltrasi tanah, tutupan lahan, dan simpanan

permukaan sehingga menghasilkan unit koefisien limpasan yang ada pada setiap

poligon atau karakteristik fisik lahan di DAS Konto Hulu. Karakteristik fisik

lahan di DAS dapat dilihat pada Gambar 1, untuk luasan dan pembobotan pada

tiap parameter disajikan pada Tabel 1.

Gambar 1. Peta distribusi koefisien aliran di DAS Konto Hulu




439

Tabel 1. Hasil pembobotan parameter koefisien limpasan dengan Metode Cook

Karakteristik

DAS yang

dipertimbangkan

Karakteristik yang menghasilkan aliran

Ekstrim

(100)

Tinggi

(75)

Normal

(50)

Rendah

(25)

ReliefBobotLuas

Curam40

39,4%

Berbukit30

30,2%

Bergelombang20

16,3%

Datar10

14,1%

Infiltrasi tanah

Bobot

Luas

Dapat diabaikan, batuan yang tertutup

lapisan tanah tipis20

0%

Rendah, halus,lempung

15

57,0%

Sedang, Sedang,Geluh

10

40,0%

Tinggi, Kasar,Pasir

5

3,0%

Vegetasi penutup

Bobot

Luas

Kurang baik, lahan

terbuka, vegetasi jarang

20

23,0%

Jelek-sedang,

bukan daerah pertanian 10%

luas daerahvegetasi penutup

baik (hutan)

15

20,05

Sedang-baik, 50%

luas daerah bervegetasi penutup

baik (hutan)

10

31,0%

Baik-sangat baik,

90% luas daerah bervegetasi

penutup baik(hutan dan

tanaman perkebunan)

5

26,0%

Simpanan

permukaan

Bobot

Luas

Dapat diabaikan

pengatusan kuat,saluran curam, tidak

ada danau20

30,4%

Sedikit,

pengatusan baik-sedang, tidak ada

danau15

69,6%

Sedang, pengatusan

baik-sedang, 2%luas daerah berupa

danau10

0,0%

Banyak, pengatusan

kurang, banyak

danau

50,0%

Berdasarkan Tabel 1, nilai koefisien limpasan keseluruhan di DAS Konto

Hulu, rerata timbang tiap unit koefisien limpasan sebesar 64%. Secara hidrologis

dapat dikatakan sebesar 64% hujan jatuh pada DAS akan menjadi limpasan. Nilai

ini termasuk kelas tinggi pada klasifikasi metode Cook (Chow, 1988). Secara rinci

untuk setiap unit koefisien limpasan diklasifikasikan dalam beberapa kelas.

Luasan kelas koefisien limpasan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Luasan kelas koefisien limpasan

No Koefisien Aliran Nilai Koefisien Limpasan (%)Luas

Ha Prosentase

1 Ekstrim 0-25 2754,80 45

2 Tinggi 25-50 690,65 11

3 Normal 50-75 1046,07 17

4 Rendah 75-100 1692,23 27

Jumlah 6183,75 100




440

Besarnya koefisien limpasan menurut Cook sangat dipengarui oleh sistem

pembobotan yang relatif besar pada parameter relief. Di daerah penelitian dengan

luas daerah 6183,75 ha memiliki kelas lereng > 30% mempunyai luasan 39,4%,

lereng 10-30% dengan lusan 30,2%, lereng 5-10% dengan luasan 16,3% dan

lereng 0-5% dengan luasan 14,1%. Selain itu kondisi penutupan lahan pada daerah

penelitian kurang baik, untuk hutan luasnya 26% dengan kondisi tutupan baik,

semak luasnya 6% dengan kondisi tutupan jarang, permukiman luasnya 17%

dengan kondisi tutupan jarang, tegalan luasnya 20% dengan kondisi tutupan

sedang, sawah 10% dengan kondisi tutupan baik dan kebun campuran 20%

dengan kondisi tutupan baik.

Sedangkan koefisien aliran permukaan yang dihasilkan dengan kondisi

lahan tersebut menghasilkan kelas koefisien aliran sebagai berikut yang termasuk

kelas ekstrim dengan luas 45%, tinggi 11%, normal 17% dan rendah 27%. Dengan

mengetahui besaran dan distribusi koefisien limpasan di daerah penelitian, maka

perlu dilakukan simulasi pemanfaatan lahan untuk mencari bentuk tindakan

konservasi yang dilakukan. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi aliran

langsung pada daerah yang mempunyai koefisien limpasan tinggi.

Pengelolaan DAS dari Aspek Hidrologi

Upaya pengelolaan DAS yang digunakan dalam penelitian ini

menggunakan beberapa skenario pemanfaatan lahan yang optimal dalam rangka

mengurangi limpasan permukaan disusun dengan melihat aliran langsung yang

terjadi dalam DAS tersebut. Pelaksanaan skenario pemanfaatan lahan dilakukan

pada satuan lahan yang mempunyai nilai koefisien limpasan > 50%. Nilai

koefisien aliran ini digunakan sebagai standar dalam mengetahui respon hidrologiDAS. Pelaksanaan skenario ini dilakukan dengan mengubah komponen tanaman

dan penggunaan lahannya dengan melihat kelas kemampuan lahan dan jenis

tanaman. Pada pelaksanaan simulasi memilih alternatif pengelolaan lahan dan

tanamannya dengan cara penerapan agro-teknologi dan agro-forestri yang

didasarkan pada pertimbangan keefektifannya dalam menekan limpasan

permukaan dan disesuaikan dengan kondisi sosial ekonomi masyarakat.




441

Teknologi yang direkomendasikan harus dapat dilakukan oleh masyarakat

setempat dengan melihat sumberdaya lokal, dapat diterapkan dan dapat diterima

masyarakat secara sosial ekonomi (Fakhrudin, 2001). Jenis tanaman dan pola

tanam yang direkomendasikan disesuaikan dengan kondisi biofisik wilayah dalam

artian kesesuaian aspek lahan, permintaan pasar dan dapat diterima oleh

masyarakat setempat. Oleh karena itu jenis tanaman yang direkomendasikan untuk

DAS Konto Hulu adalah jenis tanaman yang biasa diusahakan seperti, tanaman

wortel, kol, kubis, jagung, apel, kacang tanah yang merupakan tanaman musiman

dan ada juga tanaman tahunan. Sedangkan secara teknologi masyarakat setempat

sudah ada yang menerapkan teknik konservasi yaitu dengan membuat teras

guludan dengan tanaman penguat, teras bangku, penanaman mengikuti garis

kontur, dan menggunakan mulsa. Hasil perhitungan koefisien limpasan pada tiap

skenario menunjukan kemampuan tiap skenario dalam melakukan konservasi

sumberdaya air dalam hal ini menurunkan aliran langsung. Sehingga dapat

diambil suatu tindakan dalam pemanfaatan lahan yang optimal dalam aspek

hidrologi dengan melihat respon tiap skenario yang dilakukan.

Pada skenario pertama, dilakukan simulasi perubahan bentuk pemanfaatan

lahan dengan memperhatikan kelas kemampuan lahan. Kegiatan konservasi yang

digunakan dengan merubah penutup lahan yang terbuka dengan jerami pada

daerah yang mempunyai koefisien aliran tinggi dan ekstrim. Perhitungan

parameter tutupan lahan masing-masing pemanfaatan lahan menghasilkan

perubahan bentuk hidrograf aliran. Hasil keluaran model menunjukan bahwa

kegiatan ini dapat menurunkan koefisien limpasan menjadi 0,41.

Pada skenario kedua, dilakukan dengan kegiatan pembuatan teras-teras

yang ditempatkan pada daerah yang mempunyai lereng > 15%. Teras berfungsiuntuk mengurangi panjang lereng dan menahan air sehingga dapat mengurangi

kecepatan aliran dan jumlah aliran permukaan, dan memungkinkan penyimpanan

air oleh tanah. Penerapan teknik teras perlu memperhatikan berbagai aspek,

diantaranya adalah sifat fisik dan kedalaman tanah serta drajat kemiringan lereng

dengan memperhatikan kelas kemampuan lahan. Dengan perubahan nilai lereng

dan pengolahan, maka bentuk hidrograf aliran yang dihasilkan juga berbeda. Pada




442

skenario ini, keluaran hasil model menunjukan penurunan koefisien limpasan

menjadi 0,44.

Pada skenario ketiga, dilakukan upaya menutup lahan dengan tanaman

yang berkanopi rapat pada lahan yang memiliki tingkat koefisen aliran tinggi dan

ekstrim. Pemilihan jenis tanaman memperhatikan kelas kemampuan lahan,

sebagai wadah media perakaran bagi tanaman. Pemilihan jenis tanaman

didasarkan pada tanaman pertanian semusim dan tahunan yang disesuaikan

dengan program dari dinas pertanian setempat. Pada skenario ini, luaran model

dapat menurunkan koefisien limpasan menjadi 0,42.

Pada skenario keempat, dilakukan kegiatan pengelolaan lahan menurut

kelas kemampuan lahan. Kelas kemampuan lahan ditentukan pada masing-masing

informasi biofisik lahan dengan memperhatikan potensi dan penggunaan.

Pemilihan alternatif pengelolaan tanah dan tanaman didasarkan atas pertimbangan

keefektifan dalam menekan erosi dan limpasan permukaan. Pada skenario ini,

kegiatan pengolahan lahan menurut kelas kemampuan lahan, dan pemilihan

tanaman penutup sesuai dengan kondisi sekarang, akan tetapi dibedakan

berdasarkan peruntukannya baik untuk petanian dan non pertanian. Hasil yang

didapatkan pada keluarannya menunjukkan penurunan koefisien limpasan 0,46.

Untuk lebih jelas hasil simulasi yang berupa hidrograf dapat dilihat pada Gambar

2 dan nilai koefisien aliran dapat dilihat pada Tabel 3 serta luasan tiap

pemanfaatan lahan pada setiap skenario Tabel 4.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

720 810 900 990 1080

Waktu (menit ke- )

D e b i t ( m 3 / s e t ) Eksisting

Skenario-1

Skenario-2

Skenario-3

Skenario-4

Gambar 2. Perbandingan hidrograf hasil simulasi




443

Tabel 3. Hasil perhitungan koefisien aliran simulasi pemanfaatan lahan

No Kondisi Koefisien Aliran

1 Eksisting 0,64

2 Skenario-1 0,413 Skenario-2 0,44

4 Skenario-3 0,42

5 Skenario-4 0,46

Tabel 4. Luas pemanfaatan lahan pada setiap skenario

No Pemanfaatan

Lahan

Eksisting

(Ha)

Skenario-1

(Ha)

Skenario-2

(Ha)

Skenario-3

(Ha)

Skenario-4

(Ha)

1 Hutan 1585,55 2437,03 2437,03 2867,75 2437,03

2 Semak 385,98 - 4,90 - 30,54

3 Permukiman 1043,29 737,36 737,56 737,56 737,564 Tegalan 1266,01 1403,83 942,57 1158,29 1373,29

5 Sawah 643,69 565,60 565,60 565,60 565,60

6 Kebun campur 1259,23 1039,73 1496,09 854,56 1039,73

Jumlah 6183,75 6183,75 6183,75 6183,75 6183,75

Pada setiap simulasi nilai parameter lahan yang diambil dengan

memperhatikan kondisi pembatasnya yaitu topografi, iklim dan kondisi tanahnya.

Hasil simulasi pemanfaatan lahan didasarkan pada nilai ekologis dan ekonomis,

sehingga nantinya peran serta masyarakat dalam pengelolaan DAS guna

menyelamatkan sumberdaya alam berupa air dapat terus berjalan secara

berkesinambungan. Sehingga diharapkan dapat meningkatkan perekonomian

masyarakat dalam DAS. Sedangkan pemanfaatan lahan yang sudah ada tinggal

mengganti jenis tanaman, perbaikan teknik konservasi dan pemilihan lahan

memperhatikan kemampuan lahannya serta menutup lahan yang terbuka pada

lahan pertanian dengan jerami. Berdasarkan hasil simulasi dengan empat skenario

pemanfaatan lahan yang sesuai dengan aspek hidrologi menunjukkan semua

skenario yang dibuat dapat menurunkan limpasan. Hasil simulasi pemanfaatan

lahan di DAS konto hulu dalam menurunkan koefisien aliran dapat dilihat pada

Gambar 3.




444

Gambar 3. Peta koefisien aliran hasil simulasi pemanfaatan lahan di DAS Konto Hulu

KESIMPULAN

Pengelolaan DAS di daerah penelitian menunjukan bahwa DAS Konto

Hulu memiliki nilai koefisien aliran 0,64, sehingga diperlukan suatu pengelolan

DAS yang baik. Berdasarkan simulasi pemanfaatan lahan dengan cara penutupan

lahan dengan jerami, membuat teras-teras pada lereng > 15% dan menanam

tanaman yang berkanopi rapat, dan memperhatikan kelas kemampuan lahan

sebagai dasar tindakan konservasi menghasilkan limpasan < 50%.

DAFTAR PUSTAKA

Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Brantas. 2004. Laporan MonitoringTata Air SPAS Sub DAS Konto Hulu. Malang. BPDAS Brantas.

Chow, V.T. 1988. Applied Hydrology. Mc. Graw-Hill Book Company. NewYork.

Fakhrudin, M. 2001. Evaluasi Pengelolaan DAS dengan Pendekatan Erosi (studi

kasus DAS Citere, Pengalengan, Jawa Barat). Limnotek . Pusat PenelitianLimnologi LIPI. Vol VIII, No 1. p. 11-19




445

Pawitan, H. 2003. Modeling Hidrologi Daerah Aliaran Sungai. Modul Pelatihan Dosen Perguruan Tinggi dalam Bidang Pemodelan dan Simulasi

Komputer untuk Pertanian. IPB. Bogor.

Seyhan, E. 1990. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.

Suprayogi, S. 2003. Prediksi Ketersediaan air Menggunakan Tank Model dan

Pendekatan Artifisial Neural Network studi kasus sub DAS Ciriung

Kabupaten Serang. Disertasi. Program Pascasarjana Institut Pertanian

Bogor. Bogor.

Wijaya, A. 2002. Evaluasi Tingkat Bahaya Erosi Pada Lahan Tegalan Di

Kecamatan Sawahan Kabupaten Nganjuk Jawa Timur. Skripsi. Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang.

Malang.

DISKUSI

Penanya : Foni Agus Setiawan (Puslit Limnologi - LIPI)

Pertanyaan : Bagaimana penjelasan mengenai metode ANSWERS yang

digunakan?Jawaban : Metode ANSWERS menggunakan DOS berbasis Fortran.

Parameter yang digunakan diantaranya kondisi fraksi tanah,

lereng dan jaringan sungai. Keluaran model adalah erosi dariujung masuk ke aliran sampai outlet. Terkait dengan kalibrasimodel sering digunakan di Kementerian Kehutanan dan terbukti

sudah bisa diterapkan di Indonesia.

CATATAN

Penggunaan satuan volume debit aliran dan perubahan nilai debit

maksimum - minimum lebih baik menggunakan rasio.

Pengelolaan DAS Dengan Pendekatan Model Hidrologi Adi Wijaya

Documents

Transcript of Pengelolaan DAS Dengan Pendekatan Model Hidrologi Adi Wijaya