III. METODE PENELITIAN
3.5 Metode Analisis Data
3.5.2 Metode Pengolahan Data Utama
3.5.2.1 Parameter Kinerja sub-sub DAS Aktual
Empat parameter yang digunakan untuk melihat kinerja DAS yang menjadi sasaran, yaitu Indeks Penggunaan Lahan (IPL), koefisien limpasan (C), Indeks Bahaya Erosi (IBE) dan kadar sedimen (SC). Nilai IPL dan C merupakan
indikator kriteria kuantitas air, sedangkan IBE dan parameter IBE dan kadar sedimen merupakan indikator kriteria kualitas air. Nilai parameter tersebut kemudian dikelaskan dan diberi skor. Skor keempat parameter tersebut kemudian dijumlahkan, dan jumlah skor tersebut digunakan untuk mengkelaskan kinerja DAS yang bersangkutan.
Parameter IPL diperoleh dari perbandingan antara luas lahan bervegetasi permanen dengan luas sub-sub DAS. Lahan bervegetasi permanen yang dimaksudkan adalah tanaman tahunan seperti hutan dan perkebunan yang dapat berfungsi lindung seperti perkebunan campuran. Lahan tersebut diperoleh dari peta penggunaan lahan. Persamaan yang digunakan adalah :
………(1)
di mana IPL : Indeks Penggunaan Lahan, LVP : luas lahan bervegetasi permanen
(ha), LDAS : luas DAS yang menjadi sasaran (ha). Adapun klasifikasi dan skor IPL
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Klasifikasi nilai IPL
No Nilai IPL (%) Kelas Skor
1 > 75 Baik 1
2 30 – 75 Sedang 2
Nilai C diperoleh dari perbandingan antara tebal aliran permukaan dan tebal hujan. Persamaan untuk menghitung nilai tersebut adalah :
di mana C : banyaknya curah hujan yang menjadi aliran permukaan, Qtahunan :
tebal aliran permukaan tahunan (cm), Ptahunan : tebal curah hujan tahunan (cm).
Klasifikasi nilai C disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Klasifikasi nilai C
No C Kelas Skor
1 < 0,25 Baik 1
2 0,25 – 0,50 Sedang 2
3 0,51 – 1,0 Buruk 3
IBE diperoleh dengan membandingkan antara erosi aktual dengan erosi yang ditoleransi. Persamaan untuk menghitung nilai tersebut adalah :
di mana koefisien IBE : indeks bahaya erosi, A : erosi aktual (ton/ha/th), T : erosi yang masih diperbolehkan (ton/ha/th). Klasifikasi nilai IBE disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Klasifikasi nilai IBE
No IBE Kelas Skor
1 < 1 Baik 1
2 > 1 Buruk 3
Kadar sedimen merupakan banyaknya sedimen yang terdapat pada aliran permukaan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai tersebut adalah :
dimana koefisien SC : kadar/konsentrasi sedimen dalam aliran permukaan (mg/l),
SY : hasil sedimen tahunan (mg), SFv : jumlah aliran sungai tahunan (l).
Klasifikasi nilai SC disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Klasifikasi nilai SC
No SC (mg/l) Kelas Skor
1 < 50 Baik 1
2 50 – 400 Sedang 2
3 > 400 Buruk 3
Kelas kinerja DAS ditentukan berdasarkan jumlah skor empat parameter tersebut. Keempat parameter tersebut dianggap mempunyai bobot yang sama dalam menentukan kinerja DAS. Hal tersebut didasarkan tidak adanya keberpihakan kepada salah satu parameter. Keempat parameter tersebut tidak saling mengkompensasi dimana kelemahan dari salah satu parameter tidak dapat ditutupi oleh parameter yang lain. Setiap parameter mempunyai peran yang saling terlepas terhadap parameter lainnya dalam menentukan kelas kinerja DAS. IPL untuk melihat peran jenis vegetasi kaitannya dengan penyimpanan air dalam tanah, C berperan untuk melihat banyaknya air hujan yang menjadi aliran permukaan, IBE untuk melihat banyaknya erosi tanah yang terjadi pada matra darat, sedangkan SY digunakan untuk melihat banyaknya sedimen yang terdapat
pada matra air (aliran permukaan).
Jumlah skor digunakan untuk mengklasifikasi kinerja DAS, jika nilainya diantara 4-6 dimasukkan ke dalam DAS berkinerja Baik, jika diantara 7-9 termasuk DAS berkinerja Sedang, dan jika diantara 10-12 termasuk DAS berkinerja Buruk.
Nilai LVP dan LDAS dihitung dengan metode SIG, sedangkan tebal aliran
permukaan, tebal hujan, besarnya erosi tanah dan hasil sedimen diprakirakan
menggunakan aplikasi/pemodelan AVGWLF 7.2. Beberapa hal penting dalam
pengoperasian aplikasi AVGWLF 7.2. adalah sebagai berikut :
1) Menyusun format data masukan sesuai yang disyaratkan oleh aplikasi. Ada
tiga format data yang dipersyaratkan dalam aplikasi ini yaitu vektor, grid dan numerik.
Data vektor yang disediakan harus dalam bentuk shapefile (*.shp). Data vektor yang harus dipenuhi yaitu:
a. Basins, yaitu lapisan data DAS atau Sub DAS yang berbentuk poligon, setidaknya perlu 1 field atribut yaitu ID DAS dengan tipe integer.
b. Streams, yaitu lapisan data jaringan sungai yang berbentuk garis.
c. Weather Stations, yaitu lapisan data lokasi stasiun cuaca berbentuk data titik, yang memiliki informasi terkait cuaca harian. Paling sedikit membutuhkan 2 titik stasiun, dan atribut tiap titik stasiun setidaknya memuat 5 field yaitu; STA_ID (tipe integer), BEGYEAR (tahun awal data, tipe integer), ENDYEAR (tahun akhir data, tipe integer), LAT (Garis Lintang, tipe Real Number, satuan Derajat desimal); dan LONG (Garis Bujur, tipe Real Number, satuan Derajat desimal).
d. Soils, yaitu layer data jenis tanah. Field atribut yang dipersyaratkan minimal terdiri dari :
“MU_AWC", merupakan nilai available water-holding capacity atau kapasitas air tersedia setiap unit tanah, dalam satuan “Centimeter”, tipe Real Number. (Nilai AWC unit tanah seperti padaLampiran 1.)
"MU_KF", merupakan perkiraan nilai erodibilitas tanah atau faktor "K" untuk setiap unit tanah, tipe Real Number. (Nilai K unit tanah seperti padaLampiran 2).
"MUHSG_DOM", merupakan kelas kelompok hidrologi tanah (KHT)
dominan untuk setiap unit tanah. Setiap poligon tanah hanya dapat memiliki nilai teks "A", "B", "C", atau "D", dan kolom untuk selain tanah seperti air dapat dibiarkan kosong, tipe text string. Nilai KHT unit tanah seperti padaLampiran 3.
"SURF_OM", menjelaskan kandungan bahan organik tanah (%), tipe Real Number.
Layer data shapfile terkait yang bersifat pilihan antara lain : a. County Bounderies, adalah batas-batas administrasi.
b. Water Extraction. adalah titik-titik lokasi pengambilan air baik air permukaan maupun air tanah.
c. Tile Drains. Digunakan untuk mengidentifikasi lokasi-lokasi pertanian yang menggunakan pengatusan.
Layer data raster/grid yang harus dipenuhi adalah :
a. Land Use/Cover, adalah layer data penggunaan lahan. Atributnya tidak memerlukan kolom khusus namun “grid cell values”-nya harus
mengacu pada kode landuse/cover yang telah disediakan. Jenis
penggunaan lahan, kode dan padanannya tersaji dalam Lampiran 4. b. Surface Elevation (Topography), adalah layer yang memuat data
ketinggian medan. Data ini digunakan untuk menghitung faktor kemiringan dan panjang lereng. Untuk mendapatkan hasil yang baik, resolusi yang digunakan 100 meter hingga 20 meter.
Data numerik yang harus dimasukkan dalam sistem adalah data hujan harian, data suhu udara maksimum dan minimum harian. Data hujan disiapkan dalam satuan inci sedangkan data suhu dalam derajat Fahrenheit dalam ekstensi *.csv.
2) Aplikasi AVGWLF menyediakan dua pilihan analisis, “Standard Analysis”
dan “Urban GWLF (RUNQUAL)”. Analisis yang digunakan untuk penelitian ini yaitu “Standard Analysis”.
3) Perhitungan jumlah aliran permukaan dan jumlah sedimen dilakukan
terhadap setiap sub-sub-DAS yang disediakan dalam menu “Individual Basin Analysis”, maupun sub DAS utama melalui “Aggregate Basin Analysis”.
4) Beberapa nilai paramater dapat dirubah sesuai kebutuhan pengguna atau
kondisi lapangan meskipun aplikasi AVGWLF menyediakan secara default.
Dalam penelitian ini nilai yang disesuaikan yaitu nilai CN, C dan P.
5) Keluaran hasil perhitungannya disimpan dalam file berekstensi *.csv yang dapat ditampilkan pada MS Excel atau berbentuk gambar grafik.
3.5.2.2 Kalibrasi Model
Metode statistik yang digunakan untuk mengkalibrasi model tersebut
adalah dengan menghitung koefisien Nash-Sutcliffe (ENS) dan koefisien
observasi QOi, rata-rata nilai observasi QO, rata-rata nilai simulasi QS dan jumlah
data n, maka persamaan untuk menghitung ENS dan R2 adalah :
……….. (1)
……….…… (2)
Model layak digunakan apabila telah dikalibrasi sehingga menghasilkan nilai prakiraan tebal aliran permukaan yang mendekati nilai sebenarnya di lapangan. Syaratnya kelayakan model yaitu jika nilai R2 > 0,6 dan ENS > 0,5
(Shanti et al. 2001). Proses kalibrasi dilakukan dengan menyesuaikan nilai-nilai parameter C (pengelolaan tanaman) sehingga diperoleh nilai R2 dan ENS yang
terbaik.
3.5.2.3 Analisis Kinerja Sub-sub DAS
Proses ini dimaksudkan untuk melihat kinerja sub-sub DAS saat ini dalam mendukung upaya konservasi sumber daya air di Sub DAS Cisadane Hulu. Caranya adalah dengan memprakirakan nilai-nilai paramater IPL, C, IBE dan SC
pada 44 sub-sub-DAS. Tahapan analisis yang dilakukan seperti yang telah dijelaskan di depan.
Hasilnya berupa kelas kinerja seluruh sub-sub DAS yang menunjukkan kondisi hidrologi sub-sub DAS bersangkutan yang dipengaruhi oleh kondisi penggunaan lahan saat ini. Kondisi tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk menyusun dan menentukan sub-sub DAS yang menjadi prioritas untuk di arahkan penggunaan lahannya agar dapat mendukung pengembangan wilayah yang berbasis konservasi sumber daya air.