lgp DAS

PENGEMBANGAN DAERAH
ALIRAN SUNGAI
MULTIPLE GOALS
PROGRAMMING
Bahan kajian MK Metode Penelitian
PMPSLP PPSUB
Oktober 2011
SISTEM PERTANIAN BERWAWASAN LINGKUNGAN
Pembangunan pertanian, menimbulkan dampak lingkungan (DAL):
1. Kebutuhan manusia atas barang dan jasa:
Beragam sumberdaya input
Gangguan lingkungan
2. Pertumbuhan penduduk:
Kegiatan ekonomi pd kondisi lingkungan rawan
3. Pengembangan teknologi ---------------- DAL
4. Mekanisme pasar ------------------------- Mengabaikan biaya sosial
5. Peningkatan produksi ----------- LIMBAH ---------- Kualitas Lingkungan
6. DAS ------------- Ekosistem Pertanian yang Tipikal
KONFIGURASI DAS
Sub DAS
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
X
x4
x6
X1
x5
X2
IX
Ecological yield: Debit air, sedimen
yield: Bio-economic yield, ton/ha
income, rp/ha
Employment, HOK/th/ha
X3
Economic
Cash
MGP: Multiple Goal Programming
Teknik pemrograman matematika untuk menyelesaikan maslaah pengambilan
keputusan yang mempunyai beberapa tujuan yang tidak dapat dipenuhi secara
serempak
Tahapan: Problem identification
Tahapan: Problem solving
Identifikasi Masalah:
1. Diagram lingkar sebab-akibat (causal loop diagram)
1.1. Semua peubah yang berperan
1.2. Pengaruh peubah terhadap yang lain …………… tanda panah
1.3. Sifat pengaruh/ akibat ……………. tanda + atau –
2. Diagram Kotak Hitam:
Input
SISTEM
Output
DAS -------------------- Aktivitas manusia:
1. Konstruksi fisik (X1)
2. Pertambangan (X2)
3. Pertanian (X3)
4. Perikanan (X4)
5. Peternakan (X5)
6. Perkebunan (X6)
7. Kehutanan (X7)
8. Lainnya (Xi)
Dampak Negatif
Model Perencanaan
1. Model Optimasi ------------------- untuk mencapai tujuan yg ditetapkan:
2. Model Non-Optimasi
1. Tunggal (single)
2. Ganda (Multiple)
CAUSAL LOOP: Model Perencanaan DAS
+
Biomasa
Vegetasi
Intersepsi
Transpirasi
Bahan
Organik
EvapoTranspirasi
+
Fisika
Tanah
Dispersi agregat
Retensi
Air
Infiltrasi
Penutupan
Vegetasi
KAT
Perkolasi
Lahan
pertania
n
Fluktuasi debit sungai
Produktivitas
lahan
+
EROSI
Run-off
+
DEBIT
Konservas
i
Intensifikasi
Usahatani
Diagram Kotak Hitam Model DAS
Geomorfologi
Sistem DAS
Input tak terkontrol
Iklim
Input terkontrol
landuse
Hidrologi
Erosi
Hidrologi
Landuse optimum
Sedimentasi
Produksi
Output
Prod. Lahan
Parameter DAS
Pengelolaan: Konservasi &
Intensifikasi
Pemecahan masalah:
1. Analisis Optimasi Landuse: Model MGP
Landuse optimal: Kombinasi optimum dari berbagai jenis landuse
Variabel
: Luasan sutu jenis landuse
Ciri utama MGP:
1.
Sasaran yg ingin dicapai diberi urutan prioritas,
setidaknya dalam sekala ORDINAL
2. Pemenuhan sasaran dilakukan berdasarkan prioritas. Sasaran dengan
prioritas lebih rendah baru diperhatikan bila sasaran dg prioritas lebih
tinggi telah terpenuhi
3. Sasaran tidak perlu harus terpenuhi, tetapi diusahakan sedekat mungkin.
Model Umum MGP:
a. Fungsi Tujuan
Minimumkan Fungsi Tujuan:
Z=
Σ Pk Σ ( w-ki.di- + w+ki .di+ )
b. Fungsi Kendala:
Kendala Riil: Σ Σ akj Xj ≤ atau ≥ Ck
Kendala Sasaran: Σ Σ eij Xj + di- - di+ = bi
Xj, di-, di+
≥ 0
Dimana: i = 1 …………..m
j = 1 ………….. n
k = 1………….. p
Keterangan:
Xj
eij
akj
Ck
bi
diPk
di+
WkiWki+
: Peubah keputusan ke-j atau kegiatan sub-tujuan
: Koefisien Xj pada kendala sasaran ke-i
: Koefisien Xj pada kendala sasaran ke-k
: Nilai kendala riil ke-k, Jumlah sumberdaya ke-k yang tersedia
: Target sasaran ke-i (RHS)
: Kekurangan dari sasaran ke i (simpangan negatif)
: Faktor prioritas ordinal ke k
: Kelebihan dari sasaran ke i
: bobot bagi di- pada prioritas Pk
: Bobot bagi di+ pada prioritas Pk
Peubah dan Parameter:
Peubah (Xi):
X1
X2
X3
X4
X5
X6
: Luas hutan (ha)
: Luas tanaman tahunan lahan kering (ha)
: Luas tanaman pangan lahan kering (ha)
: Luas padi sawah (ha)
: Luas alang-alang (ha)
: Luas pemukiman (ha).
Parameter (Sasaran = RHS)
a1 s/d a10 : Debit atau limpasan permukaan bulanan pada sub DAS ke 1 s/d 10 (m3)
a11 s/d a20: Kehilangan tanah tolerable pd sub DAS ke 1 s/d 10 (mm/th)
a21 s/d a30 : Sediment Delivery Ratio (SDR) pada sub DAS ke 1 s/d 10
a31 s/d a40 : Trapping efficiency (TE) pada sub DAS ke-1 s/d 10
Parameter:
a41
a42
a43
a44
a45 – a54
a55
a56
a57
a58
a59
a60
: Produktivitas hutan
: Produktivitas kebun tanaman tahunan , kw/ha
: Produktivitas tegal tranaman pangan, kw/ha
: Produktivitas padi sawah , kw/ha
: Pendapatan petani si sub DAS ke 1 s/d ke 10, rp/ha/th
: Rasio minimum luas hutan dengan luas DAS yang diinginkan
: Rasio minimum luas kebun dengan luas DAS
: Rasio minimum luas tegalan dengan luas DAS
: Rasio minimum luas sawah dengan luas DAS
: Rasio minimum luas alang-alang dengan luas DAS
: Rasio minimum luas pemukiman dengan luas DAS
Fungsi Kendala Model: Urutan Prioritas
1. Kendala luas landuse
2. p1: Kendala sasaran debit atau runoff
3. p2: Kendala sasaran toleransi erosi
4. p3: Kendala sasaran sedimentasi minimum
5. p3: Kendala sasaran produksi usahatani
6. p4 : Kendala sasaran total income petani
(p1 : prioritas tinggi, p4: prioritas rendah)
Fungsi Tujuan Model:
Z = p1 Σ dk- + p2 Σ dk+ + p3 Σ dk+ + p4 Σ dk-
Fungsi Kendala:
Kendala riil luas lahan:
DAS = 10 Sub DAS
1. Luas Hutan (X1)
e1X1.1 + e2 X1.2 + …………..+ e10X1.10 + d1- = X1
2. Luas Kebun (X2)
e1X2.1 + e2 X2.2 + …………..+ e10X2.10 + d2- = X2
3. Luas Tegalan (X3)
e1X3.1 + e2 X3.2 + …………..+ e10X3.10 + d3- = X3
………. Dst……
6. Luas Permukiman (X6)
e1X6.1 + e2 X6.2 + …………..+ e10 X6.10 + d6- = X6
7. Kendala sasaran Debit:
Kendala sasaran Debit atau run off:
7. Sub DAS 1
e17 X17 + ………………… + e67 X67 + d7- = a1
8. Sub DAS 2 :
e18 X18 + ………………… + e68 X68 + d8- = a2
………dst……..
16. Sub DAS 10:
e1.16 X1.16 + ………………… + e6.16 X6.16 + d16- = a10
X1.7
X1.16
X6.7
Dst….
= luas lahan pada sub DAS 1
= luas lahan pada sub DAS 10
= luas permukiman pada sub DAS 1
Fungsi kendala riil / sasaran
1. X1.1 + X2.1 + X3.1 + X4.1 + X5.1 + X6.1 = Ck1
ANALISIS HIDROLOGIS
A. HIDROLOGI
Model: Q = a. Qmaks (1-ekt )
Dimana:
Q
= Peubah yang ditetapkan (1-4)
Qmaks = NIlai maksimum dari Q
a
= Faktor koreksi bagi Q
t
= Peubah bebas
k
= Konstante
e
= Bilangan alam
Peubah yg ditetapkan / dipilih :
1. Laju transpirasi
2. Besaran intersepsi
3. Laju evaporasi dari tanah
4. Laju evaporasi permukaan air bebas
b. EROSI
Model: A = R.K.L.S.C.P.
A
: Kehilangan tanah, ton/ha/th
R
: Faktor erosivitas hujan
K
: Faktor reodibilitas tanah
Dst………
Toleransi erosi tanah: Tolerable Soil Loss
TSL = (SDE x SDF) / T
SDE : Kedalaman efektif tanah, mm
SDF : Faktor kedalaman tanah.
c. TINGKAT SEDIMENTASI
Sedimen Potensial = (Erosi aktual) x SDR
Sedimen Erosi Aktual yang masuk ke sungai
SDR = -----------------------------------------------------------------Volume sedimen di lahan
d. PRODUKTIVITAS LAHAN
1. Usahatani Sawah
2. Usahatani Tegalan
3. Usahatani Kebun
4. Produksi Hutan
e. INCOME PETANI
∏ = TP - TC
∏
TP
TC
: Income usahatani
: Total produksi
: Total biaya produksi
Problematik multi dimensional …………..
PENGEMBANGAN WILAYAH
ALIRAN SUNGAI
MULTIPLE GOALS
PROGRAMMING
Oktober 2004