SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005
PRAKATA
Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT karena berkah dan rahmat-Nya tesis ini dapat diselesaikan dengan judul “Model Ketersediaan dan Kebutuhan Air Kawasan Cilegon Berbasis Daerah Aliran Sungai Cidanau”. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam dunia llmu pengetahuan dan pengembangan teknologi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. M. Yanuar J. Purwanto, MS dan Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku pembimbing serta Dr. Ir. I Wayan Astika, MS sebagai penguji yang telah banyak memberikan saran dan arahannya. Disamping itu penghargaan penulis sampaikan juga kepada PT. Krakatau Tirta Industri, Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian IPB dan juga Bagian Teknik Tanah dan Air Dept TEP atas bantuan dan dorongan yang telah diberikan kepada penulis. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ibunda dan ayahanda, saudara-saudara serta Nirwani dan Fathan atas segala doa, motivasi dan kasih sayangnya.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun kami harapkan untuk meningkatkan pemanfaatannya. Semoga sekelumit ilmu yang dikemukakan dalam tulisan ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta bagi yang membutuhkan dan pembacanya.
Bogor, Oktober 2005 Penulis
DAFTAR ISI
RINGKASAN... ii
PRAKATA ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Tujuan ... 2 Manfaat ... 2 TINJAUAN PUSTAKA Sumber-sumber Air ... 3 Air Limpasan... 3 Curah Hujan ... 4 Hubungan Curah Hujan dengan Limpasan ... 4 Infiltrasi... 5 Perkolasi... 6 Evapotranspirasi Acuan (ETo) ... 7 Perkembangan Model Hidrologi ... 8 Model Tangki ... 9
Proses Terjadinya Limpasan dalam Model Tangki ... 11 Kebutuhan Air ... 12
Kebutuhan Air Penduduk... 12 Kebutuhan Air Industri ... 13 Kapasitas Sumberdaya Air DAS ... 14 Pengelolaan Sumberdaya Air DAS ... 15 Model Kebutuhan Air ... 16
STELLA ... 16 Pendekatan ETo ... 16
METODOLOGI
Tempat dan Waktu Penelitian ... 18 Alat dan Bahan ... 18 Pengumpulan dan Analisis Data ... 18
Penyusunan Model... 20 Model Ketersediaan Air ... 20 Susunan Model Tangki ... 22 Penyusunan Program Komputer ... 24 Kalibrasi dan Validasi Model ... 24 Model Kebutuhan Air ... 25 Kalibrasi dan Validasi Model ... 26 Prediksi Ketersediaan Air di Masa Mendatang... 26
Supply-demand Air Wilayah ... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi DAS Cidanau ... 30 Iklim ... 31 Topografi ... 31 Jenis Tanah dan Tata Guna Lahan... 32 Curah Hujan Wilayah... 32 Infiltrasi ... 33 Model Ketersediaan Air ... 33 Kalibrasi Model ... 33 Validasi Model ... 36 Prediksi Ketersediaan Air di Masa Mendatang... 39 Model Kebutuhan Air ... 40
Kalibrasi Model ... 40 Validasi Model ... 41
Supply-Demand Air untuk Perkembangan Wilayah ... 42
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 47 Saran ... 48
DAFTAR PUSTAKA... 50
DAFTAR TABEL
1. Rata-rata kebutuhan air harian perkapita ... 12 2. Skenario model ketersediaan air... 29 3. Luas sub DAS ... 30 4. Kelas kemiringan lahan DAS Cidanau ... 31 5. Penyebaran jenis tanah DAS Cidanau ... 32 6. Jumlah dan jenis penggunaan lahan... 32 7. Stasiun curah hujan dan persentase bobot ... 33 8. Nilai koefisien z ... 34 9. Hasil kalibrasi nilai koefisien a, xx dan dmax... 36 10. Hasil kalibrasi model kebutuhan air penduduk ... 40 11. Hasil kalibrasi model kebutuhan air industri ... 40
DAFTAR GAMBAR
1. Kurva hubungan antara infiltrasi dan limpasan... 6 2. Struktur model tangki ... 10 3. Diagram aliran limpasan dengan model tangki... 11 4. Susunan model tangki dalam suatu DAS ... 21 5. Skema pembagian wilayah tangki dan hujan wilayah dalam DAS... 22 6. Skema tangki untuk setiap TGL ... 23 7. Kerangka kerja (framework) skema model kebutuhan air ... 26 8. Kerangka kerja (framework) perhitungan Supply-Demand air... 28 9. Grafik hasil kalibarasi data tahun 1996 ... 35 10. Grafik hasil validasi data tahun 1997... 37 11. Grafik hasil validasi data tahun 2001... 38 12. Grafik antara debit model dengan debit aktual validasi data tahun 2001. 39 13. Grafik hasil skenario 1 program STELLA ... 42 14. Grafik hasil skenario 2 program STELLA ... 44 15. Grafik hasil skenario 3 program STELLA ... 45 16. Grafik hasil skenario 4 program STELLA ... 46
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lokasi penelitian ... 52 2. Struktur Program Model Ketersediaan Air yang ditulis
dengan Bahasa Fortran ... 53 3. Hasil validasi debit model ketersediaan air data tahun 1997 ... 56 4. Perhitungan infiltrasi lokasi 1... 59 5. Perhitungan infiltrasi lokasi 2... 60 6. Perhitungan infiltrasi lokasi 3... 61 7. Diagram alir untuk satu tangki dalam model ketersediaan air ... 62 8. Data pemakaian air industri besar di Cilegon tahun 1999 ... 63 9. Data pemakaian air industri menengah di Cilegon tahun 1999 ... 64 10. Data pemakaian air industri kecil di Cilegon tahun 1999 ... 65 11. Kurva hasil pengukuran infiltrasi, (a) lokasi 1, (b) lokasi 2, (c) lokasi 3... 66 12. Hasil perhitungan Analisis Frekuensi Curah Hujan untuk debit andalan peluang 80% dengan program Rainbow ... 67 13. Hasil perhitungan kebutuhan air skenario 1 program STELLA ... 69 14. Hasil perhitungan kebutuhan air skenario 2 program STELLA ... 70 15. Hasil perhitungan kebutuhan air skenario 3 program STELLA ... 71 16. Hasil perhitungan kebutuhan air skenario 4 program STELLA ... 72
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengelolaan sumberdaya air secara optimal, pada dasarnya merupakan pemanfaatan sumberdaya air secara efisien sesuai dengan peruntukannya. Berbagai kegiatan yang dalam perencanaannya membutuhkan data sumberdaya air adalah seperti industri, pertanian dan pemukiman. Kawasan industri, lahan pertanian, kawasan pemukiman dari tahun ke tahun semakin meningkat, sehingga semakin besar pula kebutuhan air yang diperlukan.
Sumber-sumber air yang paling utama terdiri dari air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water). Air mempunyai banyak kegunaan, misalnya untuk irigasi, industri, keperluan rumah tangga (minum, masak, mandi dan mencuci) dan lain-lainnya. Air yang digunakan untuk kawasan pemukiman, kawasan industri, dan kegiatan sosial lainnya di wilayah Cilegon pada umumnya berasal dari air permukaan yang telah diolah menjadi air bersih oleh PT. Krakatau Tirta Industri.
Untuk pemenuhan kebutuhan air di kawasan pemukiman, industri dan kegiatan sosial lainnya ini, air baku diambil dari sungai Cidanau dengan luas daerah tangkapan 226.2 km2 yang terletak 25 km Barat Daya Cilegon. Sungai Cidanau merupakan kelanjutan aliran dari Rawa Danau yang terbentuk dari danau kawah vulkanik yang telah dikosongkan untuk kultivasi.
Besarnya debit sungai yang mampu mencapai muara sungai banyak dipengaruhi oleh berbagai faktor yang dijumpai selama perjalanannya menuju muara. Faktor- faktor itu diantaranya; pola pengelolaan lahan yang ada, pola konsumsi air oleh rumah tangga yang berdiam di sekitar sungai, besarnya curah hujan yang merupakan sumber utama ketersediaan air dan faktor-faktor lain, seperti jenis tanah, bentuk penampang dan topografi sungai yang dilalui yang berkaitan dengan kemampuan daerah aliran sungai untuk menyimpan air.
Ketersediaan air erat kaitannya dengan faktor geografis dan iklim daerah aliran sungai, sedang kebutuhan air irigasi berhubungan langsung dengan absorbsi air oleh tanaman selama perkembangan tanaman. Neraca keseimbangan antara ketersediaan air (supply) dan kebutuhan air (demand) diharapkan dapat dimanfaatkan untuk menganalisis dan merencanakan penyediaan kebutuhan air untuk pertanian, domestik/penduduk, industri dan keperluan lainnya, seefisien mungkin. Oleh karena itu pola pengelolaan lahan yang ada perlu ditinjau dengan memperhatikan aspek konservasi untuk melestarikan sumberdaya air.
Tujuan
Penelitian tentang Model Ketersediaan dan Kebutuhan Air Kawasan Cilegon Berbasis Daerah Aliran Sungai Cidanau ini bertujuan untuk :
1. Membuat Model Ketersediaan dan Kebutuhan Air berbasis DAS.
2. Mengevaluasi antara ketersediaan dan kebutuhan air dalam suatu kawasan DAS.