metoda pendugaan produksi air das

PENDAHULUAN
Latar Belakang dan Permasalahan
Degradasi dan transformasi baik jenis, komposisi, proporsi dan kualitas
vegetasi dibagian hulu (upstream) dan di bagian hilir (downstream) daerah aliran
sungai (DAS), lajunya terus meningkat serta tidak terkendali. Bentuk dan pola
degradasi yang terjadi sangat beragam mulai dari: (1) penurunan kerapatan dan
jenis vegetasi; (2) perubahan tipe vegetasi penutup lahan (land cover type) dan (3)
impermeabilitas yaitu perubahan lahan budidaya (cultivated land) menjadi lahan
pemukiman yang permukaannya kedap air (non cultivated land yang
impermeable). Ketiga pola tersebut masing-masing mempunyai karakteristik yang
berbeda dalam hal: pelaku, luas areal dan dampak yang ditimbulkan. Pola pertama
umumnya dilakukan masyarakat di sekitar kawasan hutan untuk memenuhi
kebutuhan kayu bakar dan menyambung hidupnya yang sangat terbatas.
Sementara pola kedua dilakukan oleh masyarakat yang lapar tanah akibat
distribusi, alokasi dan pemilikan lahan yang timpang dalam masyarakat. Pola
kedua juga dapat terjadi akibat pemanfaatan masyarakat lokal oleh pemodal kuat
untuk menguasai tanah negara (hutan lindung). Sedangkan pola ketiga, umumnya
dilakukan oleh pemodal kuat, penguasa, mantan pejabat, perampok, dengan areal
yang sangat luas dengan karakteristik permukaannya tidak meloloskan air
(impermeable area). Berdasarkan hasil pemantauan di lapangan, maka pola ketiga
mempunyai dampak yang paling merusak terhadap: siklus hidrologi, produksi air
dan dalam jangka panjang dapat memicu terjadinya krisis air (water crisis) yang
akut dan berkepanjangan. Pada pola ketiga umumnya pelaku mempunyai akses
yang kuat terhadap pengambil kebijakan baik di tingkat pusat, propinsi maupun
kabupaten/kota.
Berdasarkan data yang diterbitkan oleh Direktorat Jenderal Rehabilitasi
Lahan dan Perhutanan Sosial Departemen Kehutanan, sampai dengan bulan
Agustus 2008 terdapat 60 daerah aliran sungai berada dalam kondisi sangat kritis
dari 460 daerah aliran sungai yang ada di Indonesia. Selain minimnya vegetasi
yang tumbuh, kondisi kritis juga terlihat dari laju erosi dan tebalnya sedimentasi
di aliran sungai.
2
Tahun 2000 hingga 2009 Provinsi Aceh telah sering mengalami bencana
alam banjir yang terjadi secara beruntun dengan intensitas, frekuensi, dan
distribusi atau wilayah yang terkena bencana semakin meningkat dan meluas.
Berkenaan dengan produksi air DAS di propinsi Aceh, perlu dilakukan penelitian
yang mendalam untuk menganalisis hidrograf banjir, pendugaan produksi air DAS
untuk pengelolaan produksi air pada lima sungai utama di propinsi Aceh,
sehingga akan memecahkan permasalahan banjir pada musim hujan dan
kekeringan pada musim kemarau.
Model yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah model H2U
(Hydrogramme Unitaire Universel), dikembangkan oleh laboratorium hidrologi,
Ecole Nationale Supérieure Agronomique (ENSA) Rennes oleh Profesor Jean
Duchesne. Model ini lahir sebagai pembuktian secara teoritis, asumsi bahwa
hidrograf debit dan juga fenomena fisik lainnya dapat dianalogikan seperti
distribusi kecepatan molekul menurut hukum Maxwell atau repartisi spektral
radiasi benda hitam menurut hukum Planck (Duchesne dan Cudennec (1998).
Natural Resources Conservation Service (NRCS) United State Department of
Agriculture (USDA), juga telah membangun beberapa model untuk menghitung
direct runoff dan debit puncak pada suatu DAS. Dalam penelitian ini akan
dilakukan pengembangan model NRCS yang diintegrasikan dengan baseflow,
untuk mendapatkan produksi air DAS pada lima DAS di Propinsi Aceh. Model
ketiga yang akan digunakan adalah model Mock, dikembangkan oleh F.J. Mock di
Indonesia pada tahun 1973, digunakan untuk penelitian neraca air (water balance)
untuk beberapa DAS di pulau Jawa.
Penelitian ini akan menganalisis hidrograf banjir, menduga produksi air
dan menghitung neraca air serta melakukan pendugaan rehabilitasi penutupan
lahan pada lima DAS, di Propinsi Aceh dengan model H2U, Integrasi model NRCS
dengan Baseflow serta model Mock.
Tujuan
1.
Menganalisis karakteritik biofisik dan geomorfologi pada lima DAS di
Propinsi Aceh.
3
2.
Menganalisis produksi air DAS pada lima DAS di Propinsi Aceh
menggunakan tiga model berbeda.
3.
Mengkaji pengaruh perubahan tutupan lahan terhadap produksi air DAS
melalui simulasi rehabilitasi penggunaan lahan.
Keluaran
1.
Karakteristik biofisik dan geomorfologi pada lima DAS di Propinsi Aceh.
2.
Produksi air pada lima DAS di Propinsi Aceh.
3.
Produksi air DAS akibat rehabilitasi penutupan lahan pada lima DAS di
Propinsi Aceh.
Kerangka Pemikiran
Curah hujan serta karakteristik biofisik dan geomorfologi suatu DAS,
seperti jenis tanah, kelerengan, struktur DAS (luas, keliling DAS, panjang sungai,
bentuk DAS, tipe jarigan sungai, orde sungai dan kerapatan jaringan drainase)
serta penutupan lahan, akan berpengaruh terhadap besarnya produksi air pada
suatu DAS. Perubahan penggunaan lahan juga akan menyebabkan permasalahan
lain yang terkait dengan tanah dan air. Banyak program yang telah dilakukan
untuk mengatasi permasalahan ini. Para ilmuan telah melakukan percobaanpercobaan untuk memperkirakan besarnya akibat yang ditimbulkan oleh degradasi
lahan tersebut, termasuk dengan mendisain berbagai model dan mengujinya di
lapangan, untuk mengurangi kerugian yang ditimbulkan oleh permasalahan
tersebut.
Menurut Irianto (2004), dampak transformasi lahan hutan, perkebunan,
pertanian ke lahan pemukiman dan industri akan mengganggu keseimbangan
energi (energy balance) di permukaan tanah. Dalam kondisi ekstrem, alih fungsi
lahan berdampak terhadap pengurasan cadangan air tanah (water storage),
penurunan produksi air DAS, meningkatkan konsumsi air tanaman melalui
transpirasi dan yang paling menakutkan adalah banjir. Pada musim hujan kondisi
lahan yang berpenutup permanen menyebabkan sebagian besar volume air hujan
ditransfer menjadi aliran permukaan langsung (direct runoff), akibatnya besaran
(magnitude) banjir baik berupa intensitas, frekwensi dan durasinya terus
meningkat di beberapa kota besar belakangan ini. Menyedihkan lagi kerusakan
lahan yang sangat luas tersebut hanya diantisipasi secara parsial, hal tersebut
4
menyebabkan mengapa masalah banjir seolah-olah tidak bisa diselesaikan. Agar
permasalahan tersebut dapat diatasi atau paling tidak mereduksi dampaknya maka
pemodelan produksi air DAS menjadi penting dalam pengelolaan DAS.
Model H2U (Hydrogramme Unitaire Universel), digunakan untuk untuk
menghitung kurva pdf (probability density function) DAS, sehingga diperoleh
hidograf banjir sesaat. Selanjutnya akan digunakan Integrasi model NRCS
(Natural Resources Conservation Service)- dan baseflow, model NRCS termasuk
yang penggunanya luas, hanya saja model ini digunakan untuk menghitung direct
runoff , sehingga setelah diintegrasikan dengan baseflow model ini diharapkan
akan efektif untuk memperkirakan produksi air pada suatu DAS. Walaupun model
ini dirancang untuk satu periode hujan namun dapat juga digunakan untuk
menentukan rata-rata produksi air tahunan. Salah satu penentu dalam model ini
adalah nilai Curve Number (CN), CN digunakan sebagai dasar penentuan bagian
curah hujan yang menjadi aliran permukaan. Hubungan antara curah hujan, aliran
permukaan dan nilai CN adalah hubungan non linier, sehingga perubahan sedikit
saja nilai CN akan mempunyai pengaruh yang signifikan pada aliran permukaan.
Nilai CN ditentukan oleh kondisi tanah dan tutupan lahan DAS, yang
mempersentasikan kondisi kelompok hidrologi tanah, pengelolaan lahan dan
kondisi hidrologi untuk mendapatkan produksi air, model NRCS akan di
integrasikan dengan baseflow. Juga akan digunakan model Mock yang merupakan
salah satu model hujan- aliran yang menghitung nilai direct runoff dari hujan
bulanan, evapotranspirasi, kelembaban tanah dan simpanan air tanah.
Model yang telah divalidasi akan digunakan untuk menduga produksi air
DAS pada skenario rehabilitasi penutupan lahan, terutama perubahan semak
belukar dan tanah terbuka menjadi hutan. Diagram alir kerangka pemikiran,
ditampilkan pada Gambar 1.
5
Input Model :
Curah Hujan, Penutupan Lahan,
Evapotranspirasi
Karakteristik :
Iklim, Biogeofisik
Model Hidrologi :
 Model H2U,
 Integrasi Model NRCS-TR55 dan baseflow
 Model Mock
Karakteristik
Hidrologi
Q pengukuran
Produksi Air
Pengukuran
Produksi Air
Pendugaan
Validasi
Produksi Air DAS pada
Rehabilitasi Penutupan Lahan
Gambar 1 Diagram alir kerangka pemikiran