A. Kajian Teori
1. Daerah Aliran Sungai (DAS)
Daerah Aliran Sungai adalah suatu wilayah daratan yang merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan ( UU Nomor 7 Tahun 2004).
Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan suatu wilayah daratan yang secara topografi dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai utama. Wilayah daratan tersebut dinamakan Daerah Tangkapan Air (DTA) atau
(catchment area) yang merupakan suatu ekosistem dengan unsur utamanya
terdiri atas sumberdaya alam (tanah, air dan vegetasi) dan sumber daya manusia sebagai pemanfaat sumberdaya alam. DAS biasanya dibagi menjadi daerah hulu, tengah dan hilir (Asdak, 1995).
Suatu DAS dengan beberapa anak sungainya disajikan pada gambar 1 berikut :
Hakekat DAS selain sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. Sebagai satu kesatuan hidrologi, DAS berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses hidrologi yang mengubah input menjadi output
(Journal Of Evaluation and Monitoring Sub Watershed). Input yang dimaksud
adalah berupa presipitasi salah satunya adalah air hujan. Sistem DAS merupakan respon terhadap aliran langsung dan aliran dasar, sedangkan output atau keluarannya adalah aliran permukaan (run off) atau yang biasa disebut hasil air
Gambar 1. Outline DAS (Daerah Aliran Sungai)
atau debit air atau volume limpasan. DAS juga berfungsi sebagai daerah penyangga (buffer) air tanah dalam wilayah tersebut (Viaud et.al., 2004).
Dalam Suyono Sosrodarsono dan Takeda (1983), disebutkan bahwa Daerah Pengaliran Sungai adalah daerah tempat presipitasi mengkonsentrasi ke sungai. Garis batas daerah-daerah aliran yang berdampingan disebut Batas Daerah Pengaliran. Luas daerah pengaliran diperkirakan dengan pengukuran daerah tersebut pada peta topografi. Daerah pengaliran, topografi, tumbuh-tumbuhan dan geologi mempunyai pengaruh terhadap debit banjir, corak banjir, debit pengaliran dasar dan seterusnya. Terdapat 3 corak Daerah Aliran Sungai seperti pada Gambar 2 yang meliputi :
a. Daerah pengaliran berbentuk burung
b. Jalur daerah daerah aliran terletak di kiri kanan sungai utama dimana anak-anak sungai mengalir ke sungai utama. Daerah pengaliran bentuk burung mempunyai banjir yang kecil. Sehingga waktu tiba banjir dari anak-anak sungai berbeda-beda, sebaliknya banjir berlangsung agak lama
c. Daerah Pengaliran Radial
d. Daerah pengaliran sungai berbentuk kipas atau lingkaran dan dimana anak-anak sungainya menngkonsentrasi ke suatu titik secara radial. Bentuk daerah pengaliran radial mempunyai banjir yang besar di dekat titik pertemuan anak-anak sungai
Dua jalur daerah pengaliran sungai yang bersatu, dimana pada bagian pengaliran sungai yang bersatu ada pada bagian hilir. Banjir terjadi di sebelah hilir titik pertemuan sungai-sungai
Bentuk DAS memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliran permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang berbentuk melebar dan melingkar. Hal ini terjadi karena waktu konsentrasi DAS yang memanjang lebih lama dibandingkan dengan DAS yang melebar (Suripin, 2004).
DAS sebagai ekosistem dimana unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan didalamnya terdapat keseimbangan inflow dan outflow dari material dan energi. Ekosistem DAS, terutama DAS bagian hulu merupakan bagian yang penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan bagian DAS, seperti fungsi tata air, sehingga perencanaan DAS bagian hulu seringkali menjadi fokus perhatian mengingat bagian hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi (Pasaribu, 1999 dalam Sabri, 2004: 12)
Dilihat dari segi curah hujan wilayah DAS dapat dibedakan menjadi 2 yaitu wilayah yang berfungsi sebagai wilayah peresapan (recharge area) dan wilayah yang berfungsi sebagai wilayah pengatusan (drainase). Berfungsi tidaknya wilayah tersebut sangat terkait dengan penggunaan lahan.
Pengelolaan DAS adalah proses formulasi dan implementasi kegiatan atau program yang bersifat manipulasi sumberdaya alam dan manusia yang terdapat di daerah aliran sungai untuk memperoleh manfaat produksi dan jasa tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan sumberdaya air dan tanah. Termasuk dalam pengelolaan DAS adalah identifikasi keterkaitan antara tataguna lahan, tanah dan air dan keterkaitan antara daerah hulu dan hilir suatu DAS (Asdak, 1995).
Pengangkutan sedimen di hilir dipengaruhi dua hal, yaitu perubahan debit aliran sungai dari hulu DAS dan oleh perubahan di sepanjang kiri kanan tebing sungai (Rosgen, 1994; Tabacchi et al., 2000 dalam Hofer, 2003).
Setiap Daerah Aliran Sungai (DAS) mempunyai karakteristik/ciri tersendiri. Karakteristik/ciri suatu DAS diperlukan untuk memprediksi potensi maupun kerentanannya. Dalam aspek hidrologi potensi tersebut adalah jumlah air yang tersedia. Sedangkan kerentanannya meliputi debit maksimum dan debit minimum.
Pembagian DAS menurut FAO (1982) dalam Supangat (2004) adalah berdasarkan kelerengannya. DAS dengan kelerengan di atas 30 % sebagai DAS hulu (upper watershed) dan kelerengan antara 8-30 % sebagai DAS hilir (lower
watershed).
2. Daur Hidrologi
DAS sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. Sebagai kesatuan hidrologi, daur hidrologi didefinisikan sebagai proses perjalanan air dari permukaan laut ke atmosfer kemudian ke permukaan tanah dan kembali ke laut. Dalam Asdak,( 2004), daur hidrologi berawal dari terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan tanah, laut dan badan-badan air lainnya akibat dari energi panas matahari. Uap air hasil proses evaporasi akan terbawa oleh angin melintasi daratan, sebagian dari uap air tersebut akan terkondensasi dan turun sebagai air hujan. Masukan curah hujan akan didistribusikan melalui beberapa cara, yaitu air lolos (through fall), aliran batang (stemflow) dan air hujan langsung sampai ke permukaan tanah kemudian terbagi menjadi air larian (run off), evaporasi dan air infiltrasi. Gabungaevaporasi
uap air proses transpirasi dan intersepsi dinamakan evapotranspirasi. Air limpasan dan air infiltrasi akan mengalir ke sungai sebagai debit aliran
(discharge). Air infiltrasi akan tertahan didalam tanah oleh gaya kapiler dan
selanjutnya akan membentuk kelembaban tanah. Apabila tingkat kelembaban tanah cukup, maka air infiltrasi akan bergerak secara lateral (horizontal), selanjutnya pada tempat tertentu akan keluar lagi ke permukaan tanah (sub
surface flow) dan akhirnya mengalir ke sungai. Alternatif lain air akan bergerak
vertikal ke tanah yang lebih dalam dan menjadi bagian dari air tanah
(groundwater). Air tanah tersebut terutama pada musim kemarau akan mengalir
pelan-pelan ke sungai utama menjadi baseflow. Daur hidrologi dapat ditunjukkan pada gambar 3 berikut :
3. Kondisi Hidrologi DAS
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air dalam segala bentuknya (cairan, gas, padat) pada, dalam, dan di atas permukaan tanah. Termasuk didalamnya adalah penyebaran, daur dan perilakunya, sifat- sifat fisik dan kimianya , serta hubungannya dengan unsur-unsur hidup dalam air itu sendiri. Hidrologi DAS adalah cabang ilmu Hidrologi yang mempelajari pengaruh pengelolaan vegetasi dan lahan di daerah tangkapan air bagian hulu (upper
catchment) terhadap daur air, termasuk pengaruhnya terhadap erosi, kualitas air,
banjir dan iklim di daerah hulu dan hilir (Asdak, 1995). Pengelolaan DAS harus dilakukan dengan menggunakan beberapa model diataranya adalah implementasi Gambar 4. Komponen daur hidrologi (Indarto, 2005)
perbaikan tanah dan penanaman dengan tananam yang sesuai dengan wilayah daerah sungai tersebut (Dickison et.al., 1992).
Hakekat DAS selain sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. DAS berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses hidrologi yang mengubah input menjadi output. Input yang dimaksud adalah berupa air hujan (presipitasi), sedangkan output atau keluarannya adalah berupa debit aliran dan/atau muatan sedimen. Dalam sistem DAS terdapat hubungan antara kawasan hulu dengan kawasan hilir. Segala pengelolaan yang dilakukan di hulu merupakan cerminan dari apa yang terjadi di hilir. Sungai sebagai komponen utama dalam DAS merupakan tali pengikat antara hulu dan hilir DAS. Model simulasi DAS telah dilakukan oleh Liu and Young (2007) untuk mendapatkan gambaran kondisi DAS terhadap aliran permukaan dan sedimen. Hasilnya menunjukkan pengaruh yang signifikan kondisi DAS terhadap aliran permukaan dan sedimen.
Dalam hubungannya dengan sistem hidrologi, DAS mempunyai karakteristik yang spesifik serta berkaitan dengan unsur utamanya seperti jenis tanah, tata guna lahan, topografi, kemiringan dan panjang lereng. Karakteristik biofisik DAS dalam merespon curah hujan yang jatuh di dalam wilayah DAS tersebut dapat memberikan pengaruh terhadap besar kecilnya evapotranspirasi, infiltrasi, perkolasi, air larian, aliran permukaan, kandungan air tanah, dan aliran sungai.
Beberapa hal yang diperlukan di dalam pengukuran parameter hidrologi (Effendi, 2003: 28) antara lain :
a. Kecepatan arus (velocity)
Kecepatan arus (velocity/flow rate) suatu badan air sangat berpengaruh terhadap kemampuan badan air tersebut untuk mengasimilasi dan mengangkut bahan pencemar. Kecepatan arus digunakan untuk memperkirakan kapan bahan pencemar akan mencapai suatu lokasi tertentu apabila bagian hulu suatu badan air mengalami pencemaran. Kecepatan arus dinyatakan dalam satuan ( panjang aliran/waktu).
b. Debit
Debit (discharge) dinyatakan sebagai volume air yang mengalir pada selang waktu tertentu, biasanya dinyatakan dalam satuan (volume/waktu).
Dengan meningkatnya debit, kadar bahan – bahan alam yang terlarut ke suatu badan air akibat erosi meningkat secara eksponensial. Namun konsentrasi bahan-bahan antropogenik yang memasuki badan air tersebut mengalami penurunan karena terjadi proses pengenceran. Jika suatu bahan pencemar masuk ke badan air dengan kecepatan konstan, kadar bahan pencemar dapat ditentukan dengan membagi jumlah bahan pencemar yang masuk dengan debit badan air.
c. Tinggi Permukaan Air
Air dapat mengalir ke dan dari suatu lapisan air bawah tanah (aquifer) ke sungai bergantung pada perbandingan relative tinggi permukaan air pada
aquifer dan sungai. Jika tinggi permukaan air (water level) sungai lebih rendah, maka air pada aquifer mengalir masuk ke sungai, dan sebaliknya. Kejadian yang serupa berlangsung pada air tanah. Pengukuran tinggi permukaan air tanah sangat penting untuk menentukan jarak masuknya air laut ke perairan daratan pada saat terjadi pasang dan kemungkinan terjadinya perembesan (intrusi) air laut. Jika daratan lebih rendah daripada permukaan air laut, apalagi jika disertai dengan pengambilan air tanah yang berlebihan seperti yang biasa terjadi di perkotaan , maka potensi terjadinya penurunan muka air tanah (intrusi) air laut ke aquifer sangat besar sehingga air tanah bertambah meluas menjadi asin.
d. Sedimentasi
Sedimentasi adalah pengendapan material tanah yang terangkut oleh aliran sungai yang berasal dari proses erosi di hulunya. Indikator terjadinya erosi dapat dilihat dari kandungan sedimen yang terangkut oleh aliran sungai. Makin kecil konsentrasi sedimen yang terbawa oleh aliran berarti makin sehat kondisi DAS. Indikator yang dipergunakan untuk mengetahui keberhasilan pengelolaan DAS yang bertujuan untuk mengurangi sedimentasi adalah besarnya kandungan sedimen didalam aliran sungai. Besarnya kandungan sedimen dinyatakan dalam besarnya laju sedimentasi per tahun. Hasil sedimen diperoleh dengan mengkonversi nilai Qs dalam ton/hari menjadi ton/ha/th dihitung dengan mengalikan jumlah hari dalam satu tahun. Hasil sedimen dalam satuan mm/th dihitung dengan mengkonversikan nilai hasil sedimen
dalam satuan ton/ha/th dengan berat jenis sedimen. Berat jenis sedimen sebaiknya diukur berdasarkan analisis fisik sedimen di daerah yang bersangkutan.
Untuk menilai kondisi kesehatan DAS menggunakan 5 parameter yakni 1) KRS (Koefisien Regim Sungai), 2) CV (Coefficient of Variance), 3) IPA (Indeks Penggunaan Air), 4) C (Koefisien Limpasan) dan 5) sedimentasi. Persediaan air dapat dihitung langsung dari data debit aliran. Kebutuhan air dihitung berdasarkan jenis penggunaan lahan dan kebutuhan air pada masing-masing luas penggunaan lahan yang ada serta kebutuhan air untuk penduduk.
4. Penutupan Lahan
Tipe penutupan lahan secara umum meliputi pemukiman, kawasan budidaya pertanian, padang penggembalaan, kawasan industri, kawasan rekreasi dll. Badan Pertanahan Nasional mengelompokkan jenis penutupan lahan menjadi :
a. Pemukiman berupa kombinasi antara jalan, bangunan, tegalan/pekarangan dan bangunan itu sendiri (kampung dan emplacement)
b. Kebun, meliputi kebun campuran dan kebun sayuran merupakan daerah yang ditumbuhi vegetasi tahunan satu jenis maupun campuran, baik dengan pola acak maupun teratur sebagai pembatas tegalan
c. Tegalan merupakan daerah yang ditanami umumnya berupa tanaman semusim, namun pada sebagian lahan tak ditanami. Vegetasi yang umum
dijumpai adalah padi gogo, singkong, jagung, kentang, kedelai dan kacang tanah
d. Sawah merupakan daerah pertanian yang ditanami padi sebagai tanaman utama dengan rotasi tertentu yang biasanya diairi sejak penanaman hingga beberapa hari sebelum panen
e. Hutan merupakan wilayah yang ditutupi oleh vegetasi pepohonan, baik alami maupun dikelola manusia dengan tajuk yang rimbun, besar serta lebat
f. Lahan terbuka, merupakan daerah yang tidak terdapat vegetasi maupun penggunaan lain akibat aktifitas manusia
g. Semak belukar, merupakan daeh Aliran Sungairah yang ditutupi oleh pohon baik alami maupun yang dikelola dengan tajuk yang relative kurang rimbun (Heikal, 2004 dalam Sinaga, 2007).
5. Aliran Permukaan
Aliran permukaan terjadi jika intensitas hujan lebih tinggi dari laju infiltrasi, dan kapasitas depresi sudah terisi. Besar kecilnya aliran permukaan dipengaruhi oleh banyak faktor yang dikelompokkan menjadi 2 yakni faktor yang berkaitan dengan iklim (khususnya curah hujan) dan dan faktor-faktor yang berkaitan dengan karakteristik DAS. Parameter hujan yang berpengaruh terhadap aliran permukaan meliputi intensitas, waktu dan penyebaran hujan. Karakteristik DAS yang berpengaruh besar terhadap aliran permukaan meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata guna lahan.
Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukkan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Nilai faktor C untuk berbagai tanaman dan pengelolaan tanaman pada tabel 1 berikut.
Tabel 1. Nilai faktor C untuk berbagai tanaman dan pengelolaan tanaman
No. Macam Penggunaan Lahan Nilai Faktor C
1. Tanah terbuka tanpa tanaman 1,0
2. Hutan atau semak belukar 0,001
3. Sawah 0,01
4. Tegalan tidak dispesifikasi 0,7
5. Ubi kayu 0,8 6. Jagung 0,7 7. Kedelai 0,399 8. Kentang 0,4 9. Kacang tanah 0,2 10. Padi gogo 0,561 11. Tebu 0,2 12. Pisang 0,6
13. Kopi dengan penutup tanah buruk 0,2
14. Talas 0,85
15. Kebun campuran dengan kerapatan tinggi 0,1
16. Kebun campuran dengan kerapatan sedang 0,2
17. Kebun campuran dengan kerapatan rendah 0,5
18. Perladangan 0,4
19. Hutan alam seresah banyak 0,001
20. Hutan alam seresah sedikit 0,005
21. Padi – kedelai 0,417
22. Pola tanaman tumpang gilir + mulsa jerami 0,079 23. Pola tanaman berurutan + mulsa sisa tanaman 0,357
24. Alang-alang murni subur 0,001
25. Padang rumput (stepa) dan savanna 0,001
26. Rumput Brachiaria 0,002
Sumber : dari berbagai sumber yang dihimpun dalam Sarief (1985), Arsyad (1989) dalam Suripin (2004)
B. Kerangka Pikir
Perubahan penutupan lahan menyebabkan perubahan kondisi tata air. Penutupan lahan yang rapat dengan usaha penanaman yang mengikuti kaidah konservasi tanah dan air dapat mengurangi sedimentasi, sebaliknya penutupan lahan yang kurang rapat tanpa mengindahkan kaidah konservasi tanah dan air dapat meningkatkan sedimen. Kerangka Pikir pada penelitian dapat dilihat pada gambar 5 berikut.
ALIH FUNGSI LAHAN dari tahun 1997 ke tahun 2007
PERUBAHAN TATA AIR
Analisa Data : - Analisa nilai KRS - Anallisa nilai CV - Analisa nilai IPA - Analisa nilai C
- Analisa nilai erosi, sedimen dan SDR
Kesimpulan
Rekomendasi :
Memberikan usulan Pengelolaan DAS pada Sub- Sub DAS Ngunut I dan Sub-Sub DAS Tapan
C. Hipotesis Penelitian
§ H0 : Tidak ada hubungan antara variabel Y (terikat) dan variabel X (bebas) o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan jumlah
curah hujan
o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan debit
o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan penutupan lahan
§ H1 : Ada hubungan antara variabel Y (terikat) dan Varibel X (bebas)
o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan jumlah curah hujan
o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan debit
o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan penutupan lahan Kriteria Uji Hipotesis
§ Jika probabilitas atau signifikansi < 0.05, H0 ditolak dan H1 diterima § Jika probabilitas atau signifikansi > 0.05, H0 diterima dan H1 ditolak
BAB III