APLIKASI TEKNOLOGI KONSERVASI TANAH DAN AIR
DALAM UPAYA PENGELOLAAN SUMBERDAYA AIR
DAS KALIGARANG, PROVINSI JAWA TENGAH
SUSILO BUDIYANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Aplikasi Teknologi Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air DAS Kaligarang, Provinsi Jawa Tengah adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Susilo Budiyanto
SUMMARY
SUSILO BUDIYANTO. Application of Soil and Water Conservation Technology in Water Resource Management of Kaligarang Watershed, Central Java. Supervised by SURIA DARMA TARIGAN, NAIK SINUKABAN and KUKUH MURTILAKSONO.
change of Kaligarang watershed (2000 – 2013) resulted in the increasing direct runoff coefficient, maximum daily discharge and the decreasing of the daily minimum discharge, as well as the increasing of the river discharge fluctuation. The total willingness to pay value for the rehabilitation of Kaligarang watershed was Rp 6.09 billion/year, which were derived from domestic activities (56.7%), industrial activities (33.5%), commercial activities (5.7%) and public fasilities (4.1%). Soil and water conservation practice could reduce the river regime coefficient value from 20.2 (the existing condition or 1st scenario) to 17.4 (2nd scenario), 16.2 (3rd scenario) and 16.5 (4th scenario), lower the direct surface runoff coefficient from the 1st scenario (40.5%) to 35.0% (2nd scenario), 33.8% (3rd scenario) and 33.4% (4th scenario). Application of soil and water conservation techniques had been able to reduce erosion prediction to less than tolerable soil loss (62.4 tons/ha/year), which was from 324.25 tons/ha/year of 1st scenario to 31.53 tons/ha/year of 2nd scenario, 32.69 tons/ha/year of 3rd scenario, 31.67 tons/ha/year of 4th scenario, increase the baseflow from from 218.7 mm (1st scenario) to 325 mm (2nd scenario), 445.0 mm (3rd scenario) and 557.4 mm (4th scenario). Monthly water yields showed the increasing during dry season and decline during wet season, which can use an indication of the increasing of water resource availability. The best scenario of technology soil and water conservation to improve water availability DAS Kaligarang was 4th scenario (planting strip croping combined with retention pond on <8% slope, gulud terracing combined with contour planting and mulching crop residues 6 tons/ha/year on 8 – 25% slope, application of agrosilvopastural or agrosilvicultural agrotechnology models on > 25% slope in PLK and PLKC land use and construction of retention ponds in settlements on <15% slope). Scenario-4 was able to hold the erosion prediction down to 31.67 tons/ha/year (Etol = 62.4 tons/ha/year), the river regime coefficient down to 16.5, the direct surface runoff coefficient down to 33.4%, increase the baseflow up to 557.4 mm/year and land improvement time was 23 years.
RINGKASAN
SUSILO BUDIYANTO. Aplikasi Teknologi Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air DAS Kaligarang Provinsi Jawa Tengah. Dibimbing oleh SURIA DARMA TARIGAN, NAIK SINUKABAN dan KUKUH MURTILAKSONO.
DAS Kaligarang memiliki peran penting sebagai pemasok utama air minum bagi kota Semarang. Penggunaan lahan DAS Kaligarang dominan untuk pertanian lahan kering dan lahan kering campuran (59,71%), dan hanya sebagian kecil hutan (11,92%), tanpa teknik konservasi tanah dan air yang memadai telah secara signifikan menurunkan fungsi hidrologis DAS. Kondisi ini diindikasikan oleh meningkatnya aliran permukaan langsung, fluktuasi debit sungai (banjir di musim hujan dan kekeringan di musim kemarau) dan pada gilirannya menurunnya ketersediaan air. Di sisi lain, meningkatnya populasi dan pembangunan ekonomi di kota Semarang telah menyebabkan peningkatan signifikan permintaan air minum. Penurunan ketersediaan air dan meningkatnya permintaan air secara signifikan meningkatkan defisit air, terutama di musim kemarau.
Penerapan teknologi konservasi tanah dan air yang memadai sangat dibutuhkan untuk memecahkan masalah secara berkelanjutan. Pengelolaan sumber daya air berkelanjutan tercapai jika partisipasi masyarakat melalui praktek konservasi tanah dan air meningkat dan / atau keinginan membayar biaya teknologi memadai.
Tujuan dari penelitian adalah (a) untuk memprediksi dampak penggunaan lahan terhadap fungsi hidrologi DAS Kaligarang; (b) untuk memprediksi kebutuhan dan ketersediaan air Kota Semarang, serta kesediaan membayar pengguna air untuk pengelolaan DAS Kaligarang; (c) menganalisis pengaruh praktik konservasi tanah dan air terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang; dan (d) merumuskan alternatif rekomendasi teknologi konservasi tanah dan air dalam upaya pengelolaan sumberdaya air DAS Kaligarang.
Prediksi pengaruh penggunaan lahan terhadap kondisi hidrologi dilakukan dengan analisis regresi linier, dan prediksi kesediaan membayar untuk pengelolaan DAS Kaligarang menggunakan metode Willingness to Pay (WTP). Nilai prediksi erosi setiap skenario diprediksi dengan metode USLE (Weischmeier dan Smith, 1978) dan besarnya volume aliran permukaan harian diduga dengan metode SCS (US-SCS 1973 dalam Arsyad, 2006). Perhitungan aliran permukaan dan prediksi erosi menggunakan bantuan model hidrologi Soil and Water Assessment Tool
disusun dengan mengaplikasikan praktek konservasi tanah dan air pada pertanian lahan kering (PLK), pertanian lahan kering campuran (PLKC) dan permukiman.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang (2000 - 2013) mengakibatkan peningkatan koefisien aliran permukaan langsung, debit harian maksimum dan penurunan debit harian minimum, serta meningkatnya fluktuasi debit sungai. Total kesediaan membayar untuk rehabilitasi DAS Kaligarang adalah Rp 6,09 miliar / tahun, yang berasal dari kegiatan domestik (56,7%), kegiatan industri (33,5%), kegiatan perniagaan (5,7%) dan fasilitas umum (4.1%). Teknologi konservasi tanah dan air dapat mengurangi nilai koefisien rezim sungai dari 20,2 (kondisi eksisting atau skenario 1) menjadi 17,4 (skenario 2), 16,2 (skenario 3) dan 16,5 (skenario 4), menurunkan koefisien aliran permukaan langsung dari 40,5% (skenario 1) menjadi 35,0% (skenario 2), 33,8% (skenario 3) dan 33,4% (skenario 4). Penerapan teknik konservasi tanah dan air telah mampu mengurangi prediksi erosi kurang dari erosi yang ditoleransi (62,4 ton / ha / tahun), yaitu dari 324,25 ton/ha/tahun (skenario 1) menjadi 31,53 ton/ha/tahun (skenario 2), 32,69 ton/ha/tahun (skenario 3), dan 31,67 ton/ha/tahun (skenario 4), meningkatkan baseflow dari 218,7 mm (skenario 1) menjadi 325.0 mm (skenario 2), 445,0 mm (skenario 3) dan 557,4 mm (skenario 4). Hasil air bulanan menunjukkan peningkatan selama musim kering dan penurunan selama musim hujan, yang dapat digunakan sebagai indikasi meningkatnya ketersediaan sumber daya air. Skenario terbaik teknologi konservasi tanah dan air untuk meningkatkan ketersediaan sumberdaya air DAS Kaligarang adalah scenario 4, yaitu penanaman tanaman strip dikombinasikan kolam retensi pada kemiringan lereng < 8%, pembuatan teras gulud dikombinasikan dengan penanaman menurut kontur dan pemberian mulsa sisa tanaman 6 ton/ha/tahun) pada kemiringan lereng 8 – 25%, aplikasi agroteknologi dengan model agrosilvopastural atau agrosilvicultural pada kemiringan > 25% pada penggunaan lahan PLK dan PLKC, serta pembuatan kolam retensi di permukiman pada kemiringan < 15%. Skenario-4 mampu menurunkan prediksi erosi menjadi 31.67 ton/ha/tahun (Etol = 62.4 ton/ha/tahun), koefisien regim sungai (KRS) menjadi 16.5, koefisien aliran permukaan langsung menjadi 33.4%, meningkatkan baseflow menjadi 557.4 mm/tahun dan waktu perbaikan lahan adalah 23 tahun.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
APLIKASI TEKNOLOGI KONSERVASI TANAH DAN AIR
DALAM UPAYA PENGELOLAAN SUMBERDAYA AIR
DAS KALIGARANG, PROVINSI JAWA TENGAH
SUSILO BUDIYANTO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Pengelolaan Daerah Aliran Sungai
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji Luar Komisi pada Ujian:
Tertutup : 1. Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, MS
(Staf Pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Mineral, Fakultas Pertanian, IPB)
2. Dr. Ir. Ai Dariah
(Staf Peneliti Balai Penelitian Tanah, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kementrian Pertanian)
Promosi : 1. Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, MS
(Staf Pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Mineral, Fakultas Pertanian, IPB)
2. Dr. Ir. Budi Kartiwa, CESA
Judul Disertasi : Aplikasi Teknologi Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air di DAS Kaligarang, Provinsi Jawa Tengah.
Nama Mahasiswa : Susilo Budiyanto
NIM : A165090031
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Suria Darma Tarigan, M.Sc. Ketua
Prof. Dr. Ir. Naik Sinukaban, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.S. Anggota Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi PDAS Dekan Sekolah Pascasarjana Pengelolaan Daerah Aliran Sungai
Dr. Ir. Suria Darma Tarigan, M.Sc. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr
PRAKATA
Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan disertasi ini. Penelitian mengambil tema Aplikasi Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air di DAS Kaligarang, Provinsi Jawa Tengah. Disertasi ini dibuat sebagai salah satu syarat bagi mahasiswa pascasarjana program S3 untuk meraih gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan DAS Departemen Ilmu Tanah dan Sumber Daya Lahan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Sebagian dari hasil penelitian dan disertasi ini telah diterbitkan dalam International Journal of Science and Engineering (IJSE) Vol. 8 No.2 dengan judul The Impact of Land Use on Hydrological Characteristics in Kaligarang Watershed. Satu artikel lagi dalam tahap review pada jurnal Tanah dan Iklim dengan Judul Analisis Respons Hidrologi Akibat Penggunaan lahan di DAS Kaligarang dengan Aplikasi SWAT.
Saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Suria Darma Tarigan, M.Sc. selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Prof. Dr. Ir. Naik Sinukaban, M.Sc. dan Bapak Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.S. sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan curahan curahan pikiran dalam memberikan bimbingan, nasihat, saran, dan arahan sejak penyusunan rencana penelitian, pelaksanaan penelitian, sampai dengan penulisan disertasi. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada
1. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan Nasional yang telah memberikan beasiswa BPPS selama tahun 2009 – 2012 kepada penulis untuk mengikuti program doktor pada Program Studi Pengelolaan DAS Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
2. Bapak Rektor Universitas Diponegoro, Dekan Fakultas Peternakan dan Pertanian Universitas Diponegoro, Rektor IPB, dan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB yang telah memberikan kesempatan mengikuti Program Doktor (S3) di SPS IPB Bogor. 3. Bapak dan Ibu dosen pengajar pada Program Studi Ilmu Pengelolaan DAS IPB
yang telah banyak membekali ilmu pengetahuan kepada penulis.
4. Ibu Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, MS dan Ibu Dr. Ai Dariah, M.S. sebagai penguji luar komisi ujian tertutup serta Ibu Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, M.S. dan Bapak Dr. Ir. Budi Kartiwa, CESA sebagai penguji luar komisi ujian promosi atas koreksi dan saran-sarannya untuk perbaikan disertasi .
5. Rekan-rekan seperjuangan di PS. DAS dan teman-teman dari Fakultas Peternakan dan Pertanian Universitas Diponegoro, khususnya pada Program Studi Agroekoteknologi yang telah banyak memberikan bantuan baik moril maupun materil, yang saya tidak dapat sebutkan satu per satu.
6. Kepada orang tua Marsono (Alm) dan Sri Harni (Almh), ayah mertua Mitro Sarjono (Alm) dan ibu mertua Suwanti (Almh) serta keluarga besar, kepada istri saya Dr. Yety Rochwulaningsih, MSi. serta anak-anakku Fajar Gemilang Purna Yudha dan Fitri Kinanti Larasati atas segala pengorbanan, pengertian, perhatian, dan doanya sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini.
Semoga disertasi ini bermanfaat bagi masyarakat dan berguna bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
xiii Halaman
DAFTAR TABEL xv
DAFTAR GAMBAR xvii
DAFTAR LAMPIRAN xviii
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Permasalahan 3
Kerangka Pemikiran 5
Tujuan Penelitian 7
Manfaat Penelitian 7
Kebaruan Penelitaian Novelty 7
2 KEADAAN UMUM DAS KALIGARANG 9
Wilayah DAS Kaligarang 9
Geologi 9
Iklim 10
Tanah 10
Topografi 12
Penggunaan Lahan 13
3 PENGARUH PENGGUNAAN LAHAN TERHADAP KONDISI
HIDROLOGI DAS KALIGARANG 15
Pendahuluan 15
Metode Penelitian 16
Hasil dan Pembahasan 19
Simpulan 30
4 NERACA AIR SUNGAI KALIGARANG DAN BIAYA
PEMELIHARAAN DAS 31
Pendahuluan 31
Metode Penelitian 33
Hasil dan Pembahasan 39
Simpulan 48
5 ANALISIS PENGGUNAAN LAHAN TERHADAP ALIRAN PERMUKAAN DAN EROSI DENGAN APLIKASI SWAT
DI DAS KALIGARANG 49
Pendahuluan 49
Metode Penelitian 50
Hasil dan Pembahasan 56
xiv
Metode Penelitian 67
Hasil dan Pembahasan 70
Simpulan 79
7 OPTIMASI PRAKTEK PENGELOLAAN PERTANIAN DENGAN
PROGRAM TUJUAN GANDA DI DAS KALIGARANG 80
Pendahuluan 80
Metode Penelitian 81
Hasil dan Pembahasan 85
Simpulan 89
8 PEMBAHASAN UMUM 90
9 SIMPULAN DAN SARAN 98
Simpulan 98
Saran 99
DAFTAR PUSTAKA 100
LAMPIRAN 106
xv
Tabel Halaman
2.1. Luas persebaran jenis tanah di DAS Kaligarang 11 2.2. Luas lahan berdasarkan kelas lereng DAS Kaligarang tahun 2009 12 2.3. Luas penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun 2009 13 3.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam
Penelitian 17
3.2. Perkembangan penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun
2000 – 2013 21
3.3. Perubahan luas penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun
2003 – 2013 21
3.4. Nilai koefisien aliran permukaan langsung (CDRO), debit minimum (Qmin), debit maksimum (Qmax) DAS Kaligarang
tahun 2002 – 2011 24
3.5. Koefisien aliran permukaan langsung (CDRO), debit maksimum (Qmax), debit minimum (Qmin), persentase luas hutan, PLK, PLK campuran, sawah dan permukiman di DAS Kaligarang
Periode 2000-2011 25
3.6. Nilai koefisien aliran permukaan, baseflow, debit maksimum, debit minimum, persentase tutupan lahan di DAS Kaligarang
(2002 – 2010) 26
3.7. Simulasi perubahan penggunaan lahan hutan terhadap nilai koefisien aliran permukaan (C) dan pendugaan air yang hilang
di DAS Kaligarang. 30
4.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam
Penelitian 33
4.2. Proyeksi kebutuhan air rumah tangga harian di Kota
Semarang yang memanfaatkan sungai Kaligarang 39 4.3. Proyeksi kebutuhan air industri besar dan sedang harian
di Kota Semarang periode 5 tahunan 40
4.4. Proyeksi kebutuhan air niaga harian di Kota Semarang yang
dilayani DAS Kaligarang periode 5 tahunan 41 4.5 Proyeksi kebutuhan air menggelontor harian di Kota Semarang
yang dilayani DAS Kaligarang periode 5 tahunan 42 4.6. Proyeksi kebutuhan air Sungai Garang Periode 2011-2050 42 4.7. Neraca ketersediaan dan kebutuhan air harian di DAS
Kaligarang periode 2011-2050 43
4.8. Tarif pemakaian air untuk masing-masing kegiatan 45 4.9. Nilai ekonomi air di DAS Kaligarang tahun 2010 46 4.10. Kesediaan membayar biaya rehabilitasi pengguna air DAS
Kaligarang 47
4.11. Nilai kesediaan membayar (WTP) untuk biaya rehabilitasi 48 5.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam
Penelitian 51
xvi
5.6. Hasil simulasi model SWAT terhadap parameter hidrologi
DAS Kaligarang. 61
5.7. Koefisien aliran permukaan, tebal aliran permukaan dan erosi
pada berbagai penggunaan lahan tahun 2010 62 5.8. Curah hujan dan parameter hidrologi pada masing-masing
Sub DAS Kaligarang Tahun 2010 63
6.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam
Penelitian 68
6.2. Nilai faktor P dan C untuk praktek konservasi tanah 69
6.3. Klasifikasi nilai indeks erosi 69
6.4. Klasifikasi nilai koefisien regim sungai 70
6.5. Nilai respons hidrologi DAS untuk masing-masing praktek
Konservasi 72
6.6. Respon aliran permukaan (RO), aliran permukaan langsung (DRO), aliran dasar (BF) dan hasil air (Wyld) masing-masing
skenario konservasi DAS Kaligarang. 73
6.7. Debit rerata (Qav), debit maksimum (Qmax), debit minimum (Qmin), koefisien regim sungai (KRS) dan indeks kualitas DAS
berbagai praktek konservasi. 75
6.8. Jumlah prediksi erosi (E) untuk masing-masing praktek
Konservasi DAS Kaligarang 76
7.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam
Penelitian 82
7.2. Biaya satuan praktek konservasi di DAS Kaligarang 85 7.3. Waktu ketercapaian keberlanjutan setiap skenario pengembangan
DAS Kaligarang (tahun) 86
7.4. Kriteria fungsi kendala sumberdaya dan kendala tujuan pada
analisis optimasi pengembangan sumberdaya air dengan LINDO 87 7.5. Optimasi praktek konservasi pada pertanian lahan kering dan
pertanian lahan kering campuran 87
7.6. Pendugaan hasil air setiap skenario pengembangan 88 7.7. Pengambilan keputusan penentuan pengembangan DAS
Kaligarang 89
8.1. Rekomendasi pengelolaan DAS Kaligarang 94
8.2. Karakteristik hidrologi hasil simulasi SWAT DAS Kaligarang
tahun 2033 95
8.3. Rekomendasi konservasi tanah dan air DAS Kaligarang tahun
xvii
Gambar Halaman
1.1. Kerangka pemikiran penelitian 8
2.1. Hari dan curah hujan rerata bulanan DAS Kaligarang tahun
2002-2011 11
2.2. Peta jenis Tanah di DAS Kaligarang 12
2.3. Penyebaran kelas lereng DAS Kaligarang 13
2.4. Peta penggunaan lahan di DAS Kaligarang tahun 2013 14 3.1. Perubahan persentase luas tutupan lahan DAS Kaligarang
(2000 – 2012) 23
3.2. Rerata debit harian, debit harian maksimum dan debit harian
minimum Sungai Kaligarang Tahun 2002-2011 23
3.3. Analisa regresi koefisien aliran permukaan, debit maksimum dan baseflow atau debit minimum Sungai Kaligarang terhadap
terhadap persentase luas hutan tanaman 27
4.1. Kurva ketersediaan dan kebutuhan air periode 2011-2050
di DAS Kaligarang 44
5.1. Batas DAS dan Sub DAS Kaligarang hasil deliniasi 56 5.2. Grafik kalibrasi debit observasi dan simulasi harian tahun 2003 59 5.3. Grafik kalibrasi debit observasi dan simulasi harian tahun 2004 59 5.4. Grafik kalibrasi debit observasi dan simulasi harian tahun 2009 60 5.5. Grafik kalibrasi debit observasi dan simulasi harian tahun 2010 60 6.1. Peta lokasi penerapan skenario konservasi tanah dan air 72 6.2. Sebaran erosi masing-masing Sub DAS pada Skenario-1 77 6.3. Sebaran erosi masing-masing Sub DAS pada Skenario-2 77 6.4. Sebaran erosi masing-masing Sub DAS pada Skenario-3 78 6.5. Sebaran erosi masing-masing Sub DAS pada Skenario-4 78 8.1. Peta sebaran aliran permukaan DAS Kaligarang kondisi eksisting 92 8.2. Peta sebaran prediksi erosi DAS Kaligarang kondisi eksisting 92 8.3. Penggunaan lahan optimal praktek konservasi tanah dan air
Skenario-4 96
xviii
Tabel
Lampiran Halaman
1. Curah hujan rerata harian masing-masing bulan untuk tahun
2002 – 2011 Stasiun Ungaran 107
2. Jumlah hari hujan masing-masing bulan tahun 2002 – 2011
Stasiun Ungaran 107
3. Curah hujan rerata harian masing-masing bulan untuk tahun
2002 – 2011 Stasiun Gunungpati 108
4. Jumlah hari hujan masing-masing bulan tahun 2002 - 2011
Stasiun Gunungpati 108
5. Curah hujan rerata harian masing-masing bulan untuk tahun
2002 – 2011 Stasiun Mijen 109
6. Jumlah hari hujan masing-masing bulan tahun 2002 - 2011
Stasiun Mijen 109
7. Curah hujan rerata harian masing-masing bulan untuk tahun
2002 – 2011 gabungan Stasiun Ungaran, Gunungpati Mijen 110 8. Jumlah hari hujan masing-masing bulan Tahun 2002 - 2011
gabungan Stasiun Ungaran, Gunungpati Mijen 110 9. Debit rerata harian pada bulan dan tahun di DAS
Kaligarang (m3/dtk) 111
10. Debit sungai Kaligarang harian tahun 2002 – 2011 112 11. Hasil analisis regresi berganda kompoen hidrologi terhadap
penggunaan lahan 113
12. Proyeksi nebutuhan air domestik, industri, niaga, fasilitas
umum dan sawah di DAS Kaligarang 116
13. Distribusi Bulanan Kebutuhan Air Total DAS Kaligarang
Tahun (2010-2050 (juta m3) 117
14. Data iklim weather generator (.wgn) stasiun Ungaran 118 15. Data iklim weather generator (.wgn) stasiun Gunungpati 119 16. Data iklim weather generator (.wgn) stasiun Mijen 120 17. Data tanah yang digunakan dalam SWAT (.SOL) 121 18. Penilaian struktur tanah dan permeabilitas tanah 122
19. Nilai factor C berbagai penggunaan lahan 123
20. Nilai factor P dan CP 124
21. Faktor kedalaman beberapa sub order tanah 125 22. Karakteristik hidrologi DAS Kaligarang pada masing-masing
Sub DAS dan setiap scenario praktek konservasi 126 23. Prediksi erosi pada masing-masing Sub DAS dan skenario 128
24. Simulasi waktu melakukan rehabilitasi 129
25. Analisis PTG praktek konservasi 130
Gambar
1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan sumberdaya alam yang sangat vital bagi kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya, sehingga harus dikelola secara terpadu, bijaksana dan profesional. Sumberdaya air sebagai bagian dari sumberdaya alam (natural resources), diarahkan sebesar-besarnya bagi kemakmuran rakyat dengan memperhatikan kelestarian fungsi dan keseimbangan lingkungan hidup, pembangunan yang berkelanjutan, kepentingan ekonomi dan budaya masyarakat lokal, serta penataan ruang yang pengusahaannya diatur dengan undang-undang. Air merupakan sumberdaya yang jumlahnya tidak terbatas, namun sebenarnya hanya kurang satu persen dari semua air di bumi berupa air tawar yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Air yang dapat dimanfaatkan dianggap sebagai sumberdaya yang terbaharukan, namun semakin lama ketersediaannya semakin berkurang. Semakin intensifnya penggunaan air dan pencemaran air menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan antara ketersediaan dan kebutuhan air. Ketidakseimbangan ini telah memicu terjadinya kelangkaan air di hampir pelosok dunia. Tahun 2025 diperkirakan hampir 3.5 miliar manusia akan mengalami kekurangan air dan 2.5 miliar manusia akan hidup tanpa sanitasi yang layak (Wignyosukarto, 2005).
Pengelolaan sumberdaya air di Indonesia menghadapi problema yang sangat kompleks, mengingat air mempunyai beberapa fungsi, yaitu fungsi sosial-budaya, ekonomi dan lingkungan yang saling bertentangan. Semakin meningkatnya jumlah penduduk dan intensitas kegiatan ekonomi menyebabkan terjadinya perubahan sumberdaya alam. Pembukaan lahan untuk keperluan perluasan daerah pertanian, pemukiman dan industri, yang tidak terkoordinasi dalam suatu kerangka pengembangan tata ruang, mengakibatkan terjadinya degradasi lahan, erosi, tanah longsor, banjir. Di Pulau Jawa, dengan 4.5% potensi air tawar nasional, menopang kebutuhan 60% jumlah penduduk Indonesia, hampir 70% daerah irigasi Indonesia, dan melayani 70% kebutuhan air industri nasional. Kondisi itu mengakibatkan terjadinya peningkatan konflik para pengguna air, baik untuk kepentingan rumah tangga, pertanian dan industri, termasuk penggunaan air permukaan dan air bawah tanah. Saat ini sektor pertanian menggunakan 80% kebutuhan air total, sedangkan sektor industri dan rumah tangga hanya 20%. Pada tahun 2020, diperkirakan akan terjadi kenaikan kebutuhan air untuk rumah tangga dan industri sebesar 25% - 30% (Wignyosukarto 2005).
permukaan tanah sebagian besar akan mengalir menjadi aliran permukaan dan sebagian kecil masuk ke dalam tanah sebagai air infiltrasi, dengan kata lain akan meningkatkan volume aliran permukaan dan menurunkan kapasitas infiltrasi (Thierfelder et al. 2002; Mamedov et al. 2000). Menurut Black (1996) tanah sebagai salah satu faktor fisik DAS sangat penting dalam siklus hidrologi, yaitu berperan dalam menyerap, menyimpan, dan mendistribusikan air hujan yang jatuh di atasnya. Volume aliran permukaan yang tinggi dengan waktu tempuh singkat menyebabkan bahaya banjir. Berkurangnya volume air hujan yang masuk ke dalam tanah akibat menurunnya tutupan lahan menyebabkan tambahan (recharging) cadangan air tanah berkurang (Nejadhashemi et al. 2011), sehingga pada musim kemarau dengan tingkat kebutuhan air yang sama akan mengalami defisit air akibat kehilangan air yang tinggi melalui evapotranspirasi.
Perubahan penggunaan lahan juga terjadi di DAS Kaligarangyang menyebabkan tingkat tutupan lahan rendah. Rendahnya tingkat penutupan tanah akan menyebabkan kat sehingga kelembaban tanah dan kapasitas infiltrasi menurun (Fu et al. 2000; Costa et al. 2003), dan koefisien aliran permukaan meningkat (Tu 2009), akibatnya jumlah air yang hilang/mengalir ke laut akan meningkat dan pada akhirnya akan mempengaruhi ketersediaan air (Nejadhashemi et al. 2011). Jumlah aliran permukaan yang tinggi dan tambahan cadangan air tanah terbatas akan menyebabkan fluktuasi debit relatif besar, yaitu peningkatan debit maksimum pada musim hujan yang menyebabkan banjir dan penurunan debit minimum pada musim kemarau yang berakibat kekeringan atau menurunkan hasil air.
Untuk mengatasi permasalahan DAS Kaligarang dilakukan pengelolaan DAS yang disusun dan dikembangkan berdasarkan model pendugaan berbasis karakteristik penggunaan lahan. Pengelolaan DAS adalah usaha pengembangan termasuk perlindungan secara komprehensif dari suatu DAS sehingga sedemikian rupa seluruh sumberdaya alam menjadi lebih produktif. Hasil tersebut akan mencerminkan adanya tatanan air beserta kualitasnya, adanya produktivitas tanah yang berkelanjutan, serta adanya pemenuhan kebutuhan hidup dari produktivitas lahan yang berkesinambungan.
Pengelolaan DAS berdasarkan penggunaan lahan dapat dilakukan dengan penerapan sistem pertanian berkelanjutan yang berbasis pada inovasi agroteknologi dengan memasukkan konservasi tanah dan air pada setiap penggunaan lahan yang dikenal dengan sistem pertanian konservasi (Arsyad 2006). Dalam sistem pertanian konservasi teknik konservasi diintegrasikan ke dalam sistem pertanian yang telah ada dengan tujuan untuk meningkatkan pendapatan dan kesejahteraan petani dan sekaligus mengurangi erosi dan aliran permukaan, pada gilirannya meningkatkan ketersediaan sumberdaya air sehingga sistem pertanian tersebut dapat berlanjut secara terus menerus tanpa batas (Sinukaban 2005).
digunakan untuk merancang rehabilitasi DAS Kaligarang. Pengguna jasa terutama sumberdaya air DAS Kaligarang antara lain rumah tangga (domestik), industri, niaga, fasilitas umum (instansi pemerintah, instansi pendidikan dan fasilitas umum), debit kebutuhan air menggelontor, serta pertanian sawah di hulu.
Permasalahan
DAS Kaligarang mempunyai bentuk menyerupai botol dimana pada hulu DAS menggelembung dan dibagian hilir DAS menyempit. Dengan memperhatikan data karakteristik DAS utamanya dilihat dari bentuk DAS Kaligarang maka akan terjadi akumulasi air sangat besar yang menyatu di hilir DAS. Bagian Hulu DAS Kaligarang berada di Gunung Ungaran (Kabupaten Semarang) dengan ketinggian 1750 m sedang bagian hilirnya adalah pantai laut jawa (Kota Semarang). Perbedaan ketinggian yang cukup besar berakibat kelerengan sungai tajam dimana panjang sungai utama Kaligarang dari puncak Gunung Ungaran sampai ke laut adalah + 77.05 km, sedangkan jarak lurusnya adalah 26.83 km, memicu air hujan cenderung dan potensial menjadi limpasan.
DAS Kaligarang hulu sebagai daerah tangkapan air dan pasokan air baku Kota Semarang kondisinya sangat mengkawatirkan akibat berbagai kegiatan pembangunan yang kurang bijaksana. Tekanan penduduk akibat pertambahan populasi merangsang terjadinya eksploitasi lahan pertanian DAS Kaligarang hulu. Kondisi tersebut menyebabkan degradasi lahan, pada gilirannya berdampak terhadap kondisi hidrologi baik bagian hulu maupun hilir DAS Kaligarang. Kerusakan daerah hulu berupa jenis dan tingkat penutupan lahan, kapasitas intersepsi, sifat tanah dan selanjutnya mempengaruhi sifat hidrologi (erosi, kemampuan tanah mengikat air, laju infiltrasi, dan aliran permukaan). Dampak daerah hilir dapat berupa peningkatan fluktuasi debit yaitu terjadinya banjir pada musim penghujan dan kekeringan pada musim kemarau, sedimentasi di badan air yang berdampak berkurangnya daya tampung, kualitas dan kuantitas sumber air dan pada akhirnya mempengaruhi ketersediaan sumberdaya air.
Kondisi DAS Kaligarang sebagai pasokan air baku Kota Semarang mengalami kerusakan yang menyebabkan penurunan ketersediaan sumberdaya air, beberapa permasalahan yang terjadi dapat diuraikan sebagai berikut:
intepretasi foto udara di daerah Sub DAS Kreo (DAS Garang bagian hulu) sebesar 47.12% (1992) meningkat menjadi 54.15% (1999). Menurut Rejekiningrum dan Haryati (2002) nilai koefisien aliran permukaan yang terjadi di lahan Sub DAS Kaligarang Hulu adalah sebesar 63% dan akan mengalami penurunan menjadi 31% jika lahan diberi perlakuan konservasi berupa rorak. 2. Debit minimum turun dan koefisien regim sungai meningkat. Penggunaan
lahan dan kondisi fisik lingkungan merupakan faktor yang dapat mempengaruhi fungsi daerah aliran sungai (DAS). Penggunaan lahan DAS Kaligarang yang tidak rasional, dimana jumlah luas PLK, PLKC, sawah dan permukiman melebihi 50% menunjukkan tingkat penutupan lahan yang rendah. Rendahnya tingkat penutupan lahan memicu peningkatan aliran permukaan dan berkurangnya air yang masuk ke dalam tanah akibatnya cadangan air berkurang, sehingga pada musim penghujan air melimpah dan hilang/mengalir ke laut sedangkan pada musim kemarau aliran air menjadi kecil (debit minimum menurun). Penurunan persentase tutupan lahan DAS Kaligarang mempengarui debit minimum dimana besarnya dari tahun ketahun semakin berkurang, yaitu debit minimum sebesar 5.25 m3/detik pada tahun 1998 menurun menjadi 2.10 m3/detik pada tahun 2007. Penurunan tutupan lahan DAS Kaligarang juga akan menyebabkan peningkatan koefisien regim sungai yaitu rasio antara debit maksimum dan debit minimum. Nilai koefisien regim sungai pada tahun 1998 sebesar 23.4 meningkat menjadi 37.8 pada tahun 2007.
3. Tingkat erosi tinggi. Penggunaan lahan yang tidak rasional yang menyebabkan koefisien aliran permukaan tinggi pada gilirannya akan menyebabkan terjadinya erosi. Berdasarkan hasil kajian Sutjipto (2008) nilai prediksi erosi DAS Kaligarang adalah 53.0 ton/ha/tahun, sedangkan kajian Ridwan (2001) di Sub DAS Garang Hulu prediksi erosi sebesar 218.23 ton/ha/tahun. Kenyataan ini menunjukkan bahwa erosi yang terjadi DAS Kaligarang jauh melebihi erosi yang ditoleransikan. Menurut Thompson (1957) dalam Arsyad (2006), setiap tanah mempunyai suatu batas nilai tertentu terhadap besarnya nilai erosi yang dapat ditoleransikan yaitu berkisar antara 1.12 – 13.45 ton/ha/tahun. DAS Kaligarang dimana kondisi tanahnya termasuk kondisi tanah dengan lapisan bawahnya berpermeabilitas sedang di atas bahan yang tidak terkonsolidasi mempunyai nilai erosi yang dapat ditoleransikan sebesar 61.21 ton/ha/tahun. Selanjutnya menurut Arsyad (2006) laju erosi yang dapat dioleransikan agar terpelihara suatu kedalaman tanah yang cukup bagi pertumbuhan tanaman untuk wilayah Indonesia kurang lebih 30 ton/ha/tahun atau 2.55 mm/tahun.
dengan peningkatan ketersediaan air menyebabkan terjadinya kekurangan atau defisit pasokan air bersih Kota Semarang terutama pada musim kemarau. 5. Kontribusi pengguna air terhadap biaya rehabilitasi sumberdaya air.
Manfaat ekonomi dari DAS Kaligarang adalah nilai penggunaan langsung berupa nilai uang yang diperoleh dari pemanfaat sumberdaya air. Pemanfaat sumberdaya air dari DAS Kaligarang adalah masyarakat di sub DAS Kaligarang bagian hulu, industri, niaga dan masyarakat di Sub DAS Kaligarang Hulu. Undang-undang No. 37 Tahun 2014, tentang Konservasi Tanah dan Air, menyatakan bahwa pembayaran imbal jasa lingkungan dalam penyelenggaraan Konservasi tanah dan Air dapat dikenakan pada penerima manfaat atas sumberdaya Tanah dan Air. Namun yang menjadi permasalahan adalah sampai saat ini belum ada penentuan metode/acuan kontribusi dana dari pengguna air Sub DAS Kaligarang untuk kegiatan rehabilitasi lahan.
Kerangka Pemikiran
DAS merupakan tempat terjadinya siklus hidrologi yang dipengaruhi oleh kondisi biofisk wilayah. DAS Kaligarang bagian hulu yang merupakan daerah tangkapan air, kondisinya sudah mengkawatirkan akibat penggunaan lahan yang kurang bijaksana. Kondisi tersebut mengakibatkan degradasi lahan dan pada gilirannya menyebabkan degradasi fungsi hidrologis. Hal ini ditandai peningkatan fluktuasi debit yaitu peningkatan debit maksimum pada musim penghujan dan penurunan debit minimum pada musim kemarau, serta peningkatan laju erosi. Disisi lain peningkatan jumlah penduduk dan industri mendorong peningkatan kebutuhan air bersih dalam upaya memenuhi kebutuhan hidupnya.
= tolerable soil loss), sehingga sistem pertanian tersebut dapat dilakukan secara berkesinambungan tanpa batas waktu (Arsyad, 2006).
Alternatif teknologi konservasi yang terpilih harus mampu menurunkan koefisien aliran permukaan, dapat menekan laju erosi, mampu mengurangi laju aliran permukaan dan mengurangi fluktuasi debit aliran permukan atau menurunkan koefisien regim sungai, pada gilirannya dapat menjamin ketersediaan sumberdaya air DAS Kaligarang. Bentuk-bentuk teknologi konservasi tanah dan air yang diterapkan antara lain: pembuatan teras, guludan, rorak, pemberian mulsa, penanaman strip rumput dan penanaman menurut kontur.
Keberhasilan penerapan teknologi konservasi pada pengelolaan sumberdaya air dapat dievaluasi berdasarkan tiga indikator pertanian berkelanjutan yaitu, ekologi, ekonomi dan sosial. Secara ekologi besarnya erosi dan aliran permukaan yang terjadi tidak merusak lingkungan. Erosi harus lebih kecil atau sama dengan Etol dan besarnya koefisien aliran permukaan dan koefisien regim sungai ditentukan berdasarkan tingkat kebutuhan (target). Teknologi konservasi yang memenuhi persyaratan efektif dalam menurunkan tingkat erosi dan flutuasi aliran permukaan dapat dipilih sebagai alternatif. Secara ekonomi agroteknologi yang diterapkan harus memberikan penghasilan yang layak dan secara sosial dapat diterima dan dikembangkan oleh masyarakat.
Penerapan teknologi konservasi pada pengelolaan DAS lewat penataan penggunaan lahan yang baik dan terencana membutuhkan dana. Hal tersebut menjadi kendala karena seringkali manfaat yang dihasilkan secara langsung tidak sebanding dengan biaya yang dibutuhkan, terutama akibat nilai manfaat lingkungan yang diyakini besar tetapi tidak terkuantifikasi. Upaya valuasi ekonomi akan memberikan gambaran manfaat lingkungan dalam terminologi ekonomi.
Keterbatasan biaya perbaikan konservasi (CRA) mempengaruhi pemilihan alternatif model teknologi konservasi tanah dan air, oleh karena itu diperlukan optimalisasi penggunaan lahan yang disesuaikan dengan berbagai aspek atau tujuan kepentingan. Salah satu metode optimalisasi yang dapat dipilih untuk digunakan untuk menyesuaikan berbagai aspek/tujuan kepentingan (konservasi tanah dan air dan ketersedian dana perbaikan lahan) dalam pengelolaan DAS adalah Metode
MultipleGoal Programming (Program Tujuan Ganda = PTG) (Soemarmo 1991). Rancangan pengembangan alternatif pertanian berkelanjutan dalam upaya mempertahankan sumberdaya air terdiri dari tiga bagian kajian, yaitu kajian hidrologi (erosi dan aliran permukaan), kajian optimalisasi aplikasi teknologi konservasi tanah dan air dan kajian penghitungan potensi biaya perbaikan lahan dengan pendekatan penilaian (valuasi) manfaat ekonomi sumberdaya air. Evaluasi erosi yang terjadi akibat aplikasi teknologi konservasi tanah dan air di prediksi dengan menggunakan model Universal of Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan Wischmeier dan Smith (1978) (Arsyad 2006). Kriteria yang digunakan untuk menetapkan nilai prediksi erosi adalah prediksi erosi lebih kecil atau sama dengan erosi yang ditoleransikan (Etol). Tolok ukur Etol dihitung
Analisis optimalisasi untuk menetapkan skenario menggunakan program tujuan ganda, dengan fungsi tujuannya adalah meminimumkan simpangan atau deviasi dari kendala tujuan yang ada. Pada penelitian ini kendala tujuannya digunakan erosi, koefisien regim sungai dan koefisien aliran permukaan langsung. Output program tujuan ganda menghasilkan alternatif pengelolaan sumberdaya air yang paling optimal apabila deviasi erosi, koefisien regim sungai dan koefisien aliran permukaan langsung minimal dengan aplikasi konservasi tanah dan air yang implementasinya disesuaikan dengan biaya rehabilitasi yang tersedia. Sesuai dengan uraian tersebut diatas maka secara ringkas kerangka pemikiran penelitian disajikan pada Gambar 1.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Melakukan prediksi pengaruh dampak perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang terhadap aspek hidrologi.
2. Melakukan prediksi kebutuhan dan ketersediaan air Kota Semarang, serta kesediaan membayar pemakai air dalam upaya pengelolaan DAS.
3. Melakukan analisis pengaruh praktik teknologi konservasi tanah dan air terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang.
4. Merumuskan alternative rekomendasi teknologi konservasi tanah dan air dalam upaya pengelolaan sumberdaya air DAS Kaligarang.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat sebagai:
1. Bahan informasi dan pertimbangan pengambil kebijakan dan para pengguna lainnya yang berkaitan dengan kebijakan pengelolaan DAS Kaligarang, sehingga dapat mengurangi degradasi lahan dan melestarian sumberdaya air. 2. Bahan pertimbangan pengembangan inovasi agroteknologi berbasis konservasi
tanah dan air di DAS Kaligarang dalam upaya menanggulangi tekanan penggunaan lahan.
3. Pengembangan ilmu pengetahuan terutama yang berkaitan dengan konsep pengembangan pertanian berkelanjutan dengan inovasi konservasi tanah dan air dan nilai ekonomi pemanfaatan air dalam upaya pelestarian sumberdaya air.
Kebaharuan Penelitian (Novelty)
1. Perumusan model pengelolaan sumberdaya air dengan indikator keberlanjutan a) indikator biofisik (koefisien aliran permukaan langsung, koefisien regim sungai dan erosi) dan b) indikator sosial dan ekonomi (ketersediaan dana dari kesediaan membayar pengguna air).
Gambar 1.1. Kerangka pemikiran penelitian
DAS Kaligarang
Dana perbaikan lahan dari kesediaan membayar
pengguna air (BRA) Nilai Ekonomi Air
(D)
Kondisi Biofisik
Penggunaan lahan
Bentuk seperti botol
Kemiringan tinggi Sungai pendek
Alternatif Pengembangan
Agroteknologi
Prediksi Erosi (USLE)
Prediksi Aliran Permukaan
(SCS)
Optimasasi dengan PTG
Biaya Perbaikan Agroteknologi
(CRA)
CRA≤ BRA E ≤ Etol CRO Target
Ya Kondisi Sosial Ekonomi
Belum ada kontribusi dana perbaikan lahan
Kegiatan konservasi DAS kurang
Pemanfaatan air: Rumah tangga, Industri, Niaga, Pertanian, Penggelontor
DAS KALIGARANG TERDEGRADASI
Koefisien runoff tinggi
Erosi tinggi
Debit minimum rendah
Ketersediaan SDAir turun
Fluktuasi debit tinggi
Teknologi Konservasi Tanah dan Air terpilih yang berkelanjutan untuk pengelolaan SD Air
Tidak
2. KEADAAN UMUM DAS KALIGARANG
Wilayah DAS Kaligarang
Daerah Aliran Sungai (DAS) Kaligarang secara administratif berada pada 3 (tiga) Kabupaten/Kota di Provinsi Jawa Tengah, yaitu Kabupaten Semarang, Kabupaten Kendal dan Kota Semarang yang terletak antara 06.57 - 0711’ LS dan 11015’ - 110.23’ BT. Luas DAS Kaligarang 19418 ha yang terdiri dari 4 Sub DAS, yaitu Sub DAS Kaligarang Hulu, Sub DAS Kreo, Sub DAS Kripik dan Sub DAS Kaligarang Hilir. DAS Kaligarang mempunyai bentuk menyerupai botol dimana pada hulu DAS menggelembung dan dibagian hilir DAS menyempit. Dengan memperhatikan data karakteristik DAS utamanya dilihat dari bentuk DAS Kaligarang maka akan terjadi akumulasi air yang sangat besar yang akan menyatu di hilir DAS. Bagian Hulu DAS Kaligarang berada di Gunung Ungaran (Kabupaten Semarang) dengan ketinggian 1.750 m sedang bagian hilirnya adalah pantai Laut Jawa (Kota Semarang). Perbedaan ketinggian yang cukup besar berakibat kelerengan sungai cukup tajam dimana panjang sungai utama Kaligarang dari puncak Gunung Ungaran sampai ke laut adalah + 77,05 km, sedangkan jarak lurusnya adalah 26,83 km, memicu air hujan cenderung dan potensial menjadi limpasan.
Geologi
Kawasan DAS Kaligarang mempunyai 5 jenis formasi batuan yaitu Batuan Endapan Aluvial, Batuan Formasi Kerek, Batuan Formasi Kaliteng, Batuan Formasi Kaligetas dan Batuan Gunungapi Gajahmungkur.
Batuan Endapan Aluvial, struktur geologi ini mendominasi Kawasan DAS Kaligarang, yang sebagian besar terdapat di bagian utara Kawasan DAS Kaligarang. Batuan ini terdiri dari kerikil, pasir, lempung, lanau, sisa tumbuhan dan bongkahan batuan gunungapi, dan berumur holosen.
Batuan Formasi Kerek, formasi batuan ini mendominasi sebelah selatan Kawasan DAS Kaligarang (Kecamatan Bergas dan Kecamatan Ungaran). Batuan ini terdiri dari perselingan batu lempung, napal, batupasir tufan, konglomerat, breksi vulkanik dan batu gamping. Batuan ini termasuk dalam batuan tersier dan berumur miosen tengah.
Batuan Formasi Kaliteng, kelompok batuan Formasi Kaliteng yang terdiri dari napal pejal, napal sisipan, batupasir tufan dan batugamping. Batuan ini termasuk dalam batuan tersier dan berumur miosen akhir-pliosen dimana sebagian kecil terdapat di kawasan DAS Kaligarang.
Batuan Gunungapi Gajahmungkur, Kelompok batuan Gunungapi Gajahmungkur terdapat di Kecamatan Ungaran dan memanjang sampai Kecamatan Gunungpati dan Banyumanik. Batuan ini terdiri dari andesit horenblenda augit dimana umumnya merupakan aliran lava dan termasuk dalam batuan kuarter dan berumur plistosen atas.
Iklim
Curah hujan di suatu wilayah merupakan faktor iklim yang utama, disamping faktor iklim yang lain, seperti temperatur dan kelembaban udara. Data curah hujan selam 10 (sepuluh) tahun, yaitu tahun 2002 – 2011, menunjukkan bahwa bulan basah terjadi dari bulan Oktober-Mei sedangkan bulan lembab dan kering terjadi dari bulan Juni-September, dengan rata-rata curah hujan tahunan masing-masing sebesar 2560 mm/tahun (Ungaran), 2795 mm/tahun (Gunungpati) dan 3301 mm/tahun (Mijen). Berdasarkan klasifikasi iklim Schmidt dan Ferguson DAS Kaligarang termasuk dalam type iklim C (daerah agak basah). Berdasarkan klasifikasi iklim Oldeman wilayah studi termasuk dalam tipe iklim C3sehingga wilayah ini dapat menanam padi sekali dan palawija dua kali, sehingga masih sesuai untuk kegiatan pertanian tanaman pangan atau tanaman semusim (padi dan palawija).
Jumlah hari hujan rata-rata bulan basah (Oktober-Mei) antara 10-19 hari hujan/bulan, dengan hari hujan tertinggi terjadi bulan Desember (Ungaran), bulan kering jatuh pada bulan Juni – Agustus dengan rata-rata hari hujan 2 – 3 hari hujan/bulan dan hari hujan terendah terjadi pada bulan Juli/Agustus (2 hari). Daerah Gunungpati jumlah hari hujan antara 7-16 hari hujan/bulan, dengan hari hujan tertinggi terjadi bulan Desember dan Januari, sedangkan bulan kering terjadi pada bulan Juni – Agustus, rata-rata hari hujan berkisar 1 – 3 hari, dimana hari hujan terendah terjadi pada bulan Agustus (1 hari). Jumlah hari hujan rata-rata di Mijen untuk bulan basah adalah Oktober – Mei dengan rata-rata 8-17 hari hujan/bulan, dengan hari hujan tertinggi terjadi bulan Januari, sedangkan bulan kering terjadi pada bulan Juni-September berkisar 2-3 hari hujan/bulan dan hari hujan terendah terjadi pada bulan Juli/Agustus (4 hari). Data curah hujan rata-rata bulanan dan hari hujan bulanan selama periode 10 tahun (2002-2011) disajikan pada Lampiran 1 sampai dengan Lampiran 6.
Tanah
Gambar 2.1. Hari dan curah hujan rerata bulanan DAS Kaligarang (2002-2011) Ordo Vertisol memiliki satu Sub-Grup Typic Hapluderts yang termasuk dalam Grup Hapluderts, Sub-Ordo Uderts. Ordo Andisol memiliki satu Sub-Grup Typic Hapludands yang termasuk dalam Grup Hapludands Sub-Ordo Udands. Ordo Alfisols memiliki satu Sub-Grup Typic Hapludalf, yang termasuk dalam Grup Hapludalfs, Sub-Ordo Udalf. Ordo Ultisols memiliki 4 Sub-Grup, yaitu Sub-Grup Rhodic Paleudults yang termasuk dalam Grup Paleudults, Ordo Udults; Sub-Grup Typic Endoaquults termasuk dalam Sub-Grup Endoaquults, Sub-Ordo Aquuls; Sub-Grup Typic Haplohumults, termasuk dalam Grup Haplohumults, Sub-Ordo Humults; dan Grup Typic Hapludults termasuk dalam Grup Hapludults, Sub-Ordo Udults. Luas area sebaran tanah di DAS Kaligarang adalah Sub-Ordo Inceptisol 7541 ha (38.84%), dan Ordo ultisol dengan luas 6713 ha (34.57%), diikuti Andisol dengan luas 2765 ha (14.244%), Vertisol dengan luas 1564 ha (8.05%), Alfisol dengan luas 787 ha (4.05%) dan sisanya Entisol dengan luas 48 ha (0.25%) (Gambar 2.2. dan Tabel 2.1.).
Tabel 2.1. Luas persebaran jenis tanah DAS Kaligarang
Ordo Tanah Luas
Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
CH Ungaran 477.0 386.2 295.5 191.9 87.4 14.1 1.9 0.0 57.3 174.2 302.0 470.6
CH Gunungpati 448.8 359.0 346.9 260.9 124.9 28.8 14.3 7.0 60.7 157.4 388.8 410.9
CH Mijen 519.7 391.9 438.0 351.3 238.3 61.8 31.5 22.6 39.4 157.4 327.9 421.5
Gambar 2.2. Peta jenis Tanah DAS Kaligarang Topografi
Kawasan DAS Kaligarang mempunyai topografi berupa dataran landai sampai pegunungan dengan kecuraman lereng yang beragam, pada bagian utara mempunyai ketinggian 0-25 m dan pada bagian selatan ketinggiannya 100-1750 m. Di bagian Utara merupakan daerah dataran rendah serta daerah hilir sungai. Pada bagian Selatan merupakan daerah pegunungan, dengan gunung Ungaran sebagai sumber air dari sungai Kaligarang. Proporsi lahan dengan kelas lereng datar sampai landai (0-8%) seluas 37.30%, landai/bergelombang (8-15%) seluas 25.95%, agak curam/berbukit (15-30%) seluas 17.458%, curam/berbukit agak bergunung (30-45%) seluas 11.84%, dan sangat curam (>(30-45%) seluas 7.46%. Hal ini menggambarkan bahwa DAS Kaligarang pada umumnya didominasi oleh lahan dengan kemiringan lereng datar sampai bergelombang (63.25%), agak curam sampai curam (29.29%) dan sisanya sangat curam (7.46%). Secara rinci penyebaran kelas lereng DAS Kaligarang disajikan pada Gambar 2.4. dan luas masing-masing kelas lereng DAS Kaligarang disajikan pada Tabel 2.3.
Tabel 2.2. Luas lahan berdasarkan kelas lereng DAS Kaligarang tahun 2009
No Kelas lereng (%) Luas
(ha) (%)
1 0-8 7243 37.30
2 8-15 5038 25.95
3 15-25 3388 17.45
4 25-40 2300 11.84
5 >40 1449 7.46
Jumlah 19418 100,0
Gambar 2.3. Peta penyebaran kelas lereng DAS Kaligarang Penggunaan Lahan
Jenis penggunaan lahan di wilayah DAS Kaligarang, secara rinci terdiri dari (a) hutan seluas 2315 ha (11.92%), (b) perkebunan seluas 208 ha (1%), (c) pertanian lahan kering seluas 6663 ha (34.31%), (d) pertanian lahan kering campuran seluas 4932 ha (25.40%), (e) sawah 1740 ha (8.96%), (f) permukiman seluas 3545 ha (18.26%), dan (g) tubuh air seluas 15 ha (0.08%) (Tabel 2.1. dan Gambar 2.2.).
Tabel 2.3. Luas penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun 2013
No Penggunaan Lahan Luas Lahan
(ha) (%)
1. Hutan 2315 11.92
2. Perkebunan 208 1.07
3. Pertanian Lahan Kering (PLK) 6663 34.31
4. Pertanian Lahan Kering Campuran (PLKC) 4932 25.40
5. Sawah 1740 8.96
6. Permukiman 3545 18.26
7. Tubuh Air 15 0.08
Total 19418 100,00
Gambar 2.4. Peta Penggunaan Lahan DAS Kaligarang Tahun 2013
3. PENGARUH PERUBAHAN PENGGUNAAN LAHAN
TERHADAP KONDISI HIDROLOGI DAS KALIGARANG
Pendahuluan
Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah atau kawasan yang menampung, menyimpan dan mengalirkan air hujan ke sungai, baik dalam bentuk aliran permukaan, aliran bawah permukaan dan aliran air di bawah tanah. Wilayah ini dipisahkan dengan wilayah lainnya oleh pemisah topografi. yaitu punggung bukit dan keadaan geologi terutama formasi batuan. Arsyad (2006) menyebutkan bahwa secara operasional DAS didefinisikan sebagai wilayah yang terletak di atas suatu titik pada suatu sungai yang oleh batas-batas topografi mengalirkan air yang jatuh di atasnya ke dalam sungai yang sama pada sungai tersebut.
Pengelolaan DAS adalah upaya penggunaan sumberdaya alam di dalam DAS secara rasional untuk mendapatkan produksi optimum dalam waktu yang tidak terbatas dan menekan bahaya kerusakan seminimal mungkin, serta diperoleh hasil air yang merata sepanjang tahun. Di dalam pengelolaan DAS, DAS harus dipandang sebagai satu kesatuan antara wilayah hulu dan hilir, karena adanya interdependensi. Namun karena DAS bagian hulu merupakan daerah recharge dan merupakan sumber air bagi daerah di bawahnya, maka perhatian yang cukup terhadap wilayah ini sangat diperlukan. (Sinukaban 1999)
Pengelolaan DAS sebagai bagian integral pembangunan wilayah, saat ini masih menghadapi berbagai masalah yang kompleks dan saling terkait. Masalah-masalah tersebut adalah erosi dan sedimentasi, banjir dan kekeringan, pengelolaan tidak terpadu, koordinasi yang lemah, institusi belum mantap, konflik antar sektor/kegiatan dan peraturan yang tumpang tindih (Dephut 2001; Brooks et al.
1990; Easter et al. 1986). Kondisi ini menyebabkan kerusakan DAS setiap tahun semakin meningkat jumlahnya, meskipun pengelolaan DAS terus dilakukan. Kompleksnya permasalahan pengelolaan DAS mengharuskan berbagai pihak yang terlibat (stakeholders) untuk melakukan langkah-langkah strategis dalam pengelolaan DAS terpadu. Adapun rencana pengelolaan DAS terpadu mengacu pada kaidah Satu DAS, satu rencana, dan satu pengelolaan (Sinukaban 2008).
Aliran permukaan merupakan air yang mengalir di atas permukaan tanah dan merupakan bagian curah hujan yang mengalir ke sungai atau saluran, danau, dan laut (Asdak 2004). Di daerah beriklim basah aliran yang mengalir sebagai aliran permukaan penting sebagai penyebab erosi, karena merupakan pengangkut bagian-bagian tanah (Arsyad 2006). Aliran permukaan terjadi ketika jumlah curah hujan melampaui laju infiltrasi air masuk ke dalam tanah (Asdak 2004). Schwab et al. (1981) menyatakan bahwa aliran permukaan tidak terjadi sebelum evaporasi, intersepsi, infiltrasi, simpanan depresi, tambatan permukaan dan tambatan saluran (channel detention) terjadi.
Curah hujan yang jatuh di atas permukaan tanah pada suatu wilayah pertama-tama akan masuk ke tanah sebagai aliran infiltrasi setelah ditahan oleh tajuk vegetasi sebagai intersepsi. Infiltrasi akan berlangsung terus selama kapasitas lapang belum terpenuhi atau air tanah masih di bawah kapasitas lapang. Apabila hujan terus berlangsung dan kapasitas lapang telah dipenuhi, maka kelebihan air hujan tersebut sebagian akan tetap berinfiltrasi yang selanjutnya akan menjadi air perkolasi dan sebagian digunakan untuk mengisi cekungan atau depresi permukaan tanah sebagai simpanan permukaan (depression storage). Selanjutnya setelah simpanan depresi terpenuhi, kelebihan air tersebut akan menjadi genangan air setebal beberapa centimeter atau sebagai tambatan permukaan (detention storage). Sebelum menjadi aliran permukaan, kelebihan air hujan diatas sebagian menguap atau terevaporasi walaupun jumlahnya sangat sedikit (Haridjaja 2000).
Perubahan penggunaan lahan dari tingkat tutupan tinggi ke rendah atau ke permukiman dan kawasan industri akan meningkatkan koefisien limpasan, akibatnya banjir akan meningkat baik besaran maupun frekuensinya. Banjir yang diakibatkan oleh meningkatnya koefisien limpasan DAS sesungguhnya harus dapat dicegah oleh manusia. Namun pada kenyataannya banjir yang diakibatkan oleh faktor inilah yang paling banyak terjadi di Indonesia (Sinukaban 2008).
Dampak hidrologi perubahan penggunaan lahan dapat berupa jumlah maupun kualitas air. Perubahan penggunaan lahan dari hutan menjadi lahan pertanian menyebabkan (1) erosi meningkat; (2) laju sedimentasi meningkat; (3) produksi air (water yield) dalam hal ini ditribusi bulanan menurun seiring dengan penurunan evapotranspirasi vegetasi; (4) aliran air musiman khususnya aliran dasar (baseflow) menurun seiring penurunan kapasitas infiltrasi tanah dan peningkatan aliran permukaan; (5) aliran puncak (peakflow) akan meningkat seiring berkurangnya penutupan tanah dan (6) pengisian air tanah menurun (Bonell dan Bruijnzeel 2005; Aylward 2005). Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi pengaruh perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang terhadap aspek hidrologi.
Metode Penelitian
Alat dan bahan
Jenis, sumber dan kegunaan data
Data biofisik yang diperlukan dalam penelitian ini terdiri dari data tipe penggunaan lahan, debit, dan iklim. Data iklim (curah hujan, temperatur, kelembaban, angin, radiasi) harian selama 10 tahun (2001 – 2010) diperoleh dari Balai Penelitian Tanaman Pangan (BPTP) Propinsi Jawa Tengah, stasiun BMKG Jawa Tengah dan Dinas PSDA Propinsi Jawa tengah. Data debit harian selama 10 tahun (2001 – 2010) diperoleh dari Dinas PSDA Propinsi Jawa Tengah.(Tabel 3.1). Tabel 3.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam penelitian
No Jenis Data Sumber Data Kegunaan Data
Data Sekunder lansat atau peta penggunaan lahan, kemudian dilakukan ground chek/observasi pada lokasi-lokasi sampel untuk melihat perkembangan perubahan penggunaan lahan yang ada. Data penggunaan lahan yang dianalisis adalah data penggunaan lahan 10 tahun terakhir yang tersedia (tahun 2000, 2003, 2006, 2009 dan 2013).
Curah Hujan. Data curah hujan merupakan data sekunder, data tersebut dikumpulkan dari stasiun klimatologi terdekat yang berada tidak jauh dari DAS. Data curah hujan merupakan data series selama 10 tahun (tahun 2001-2010).
Debit Sungai Kaligarang. Data debit yang dikumpulkan merupakan data seri harian debit Sungai Kaligarang selama 10 tahun terakhir (2001-2010), data ini digunakan untuk melihat dampak penggunaan lahan terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang.
Analisis data
Analisis perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang dilakukan dengan menggunakan software ArcView geographycal information system (GIS) dan hasilnya disajikan dalam bentuk deskriptif dan peta.
Analisis perubahan penggunaan lahan dilakukan pada penggunaan lahan yang dominan yakni penggunaan lahan yang proporsinya lebih 5% dari total luas DAS Kaligarang dan perubahannnya lebih dari 1%. Berdasarkan hal ini maka perubahan penggunaan lahan yang dianalisis adalah hutan, permukiman, pertanian lahan kering, pertanian lahan kering campur dan sawah.
Analisis perubahan setiap penggunaan lahan (hutan. PLK, PLKC, perkebunan, sawah, dan permukiman) menggunakan analisis regresi dengan bantuan program SPSS. Asumsi yang digunakan adalah luas masing-masing jenis penggunaan lahan merupakan fungsi dari waktu (t), sehingga luas penggunaan lahan pada waktu t ditentukan oleh luas penggunaan lahan sebelumnya. Kecenderungan perubahan penggunaan lahan terhadap waktu diduga bersifat linier, maka luas setiap jenis penggunaan lahan dapat diprediksi dengan persamaan regresi:
Yit = Yio + βX (3.1)
dimana, Yit adalah luas masing-masing jenis penggunaan lahan pada waktu t, Yio adalah luas masing-masing jenis penggunaan lahan pada waktu to, β laju perubahan masing-masing jenis penggunaan lahan, X adalah waktu yang bernilai 1, 4, 7, 10 dan seterusnya, i adalah jenis penggunaan lahan yakni hutan, PLK, PLKC, perkebunan, sawah, dan permukiman.
Pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap kondisi hidrologi DAS Kaligarang dianalisis berdasarkan data penggunaan lahan, hujan (tahun 2001 – 2010) dan debit (tahun 2001-2010) dengan menggunakan kriteria nilai debit maksimum harian (Qmax), debit minimum harian (Qmin) dan koefisien aliran permukaan langsung (CDRO). Debit maksimum, debit minimum dan koefisien aliran permukaan ditentukan berdasarkan besaran debit harian selama satu tahun. Analisis perubahan parameter hidrologi DAS (Qmax, Qmin, CDRO) menggunakan analisis regresi dengan bantuan program SPSS. Asumsi yang digunakan adalah nilai Qmax, Qmin, CDRO merupakan fungsi dari waktu (t). Kecenderungan nilai parameter hidrologi DAS terhadap waktu diduga bersifat eksponensial, maka luas setiap jenis penggunaan lahan dapat diprediksi dengan persamaan regresi:
Zit = α eβt (3.2)
dimana, Zit adalah nilai parameter hidrologi DAS (Qmax, Qmin, CDRO) pada waktu t, α adalah konstanta, β laju perubahan masing-masing parameter hidrologi, t adalah waktu yang bernilai 1, 4, 7, 10 dan seterusnya, i adalah parameter hidrologi DAS.
Curah hujan rata-rata DAS Kaligarang dianalisis dengan metode poligon thiessen, sedangkan hidrograf aliran selama satu tahun menggunakan analisis rata-rata aritmetik dan rata-rata-rata-rata peluang kejadian.
Pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit maksimum, debit minimum, dan koefisien aliran permukaan dianalisis menggunakan analisis regresi berganda dengan bantuan program SPSS.
Koefisien aliran permukaan langsung (direct runoff coeficient) adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara volume aliran permukaan langsung dengan volume curah hujan. Aliran permukaan langsung dihitung dari data debit Sungai Kaligarang dengan jalan memisahkan debit sungai dari aliran dasar (base flow).
Base flow dihitung dengan menggunakan metode straight line methode berdasarkan debit harian Sungai Kaligarang selama satu tahun. Koefisien aliran permukaan langsung dihitung dengan menggunakan persamaan:
CDRO = (Q/R) (3.3)
dimana: CDRO = koefisien aliran permukaan langsung (%); Q = Aliran permukaan langsung (m3) dan R= volume curah hujan (m3).
Pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap kondisi hidrologi DAS Kaligarang dianalisis dengan menggunakan analisis regresi berganda (multiple regression) dengan menggunakan persamaan:
Qmax = βo+ β1x1+ β2x2+ β3 x3+ ………+ βnxn+ έ (3.4) Qmin = βo+ β1x1+ β2x2+ β3 x3+ ………+ βnxn+ έ (3.5) CDRO = βo + β1x1 + β2x2 + β3 x3 + ………+ βnxn + έ (3.6) dimana x1, x2, x3…..dan xn adalah proporsi masing-masing jenis penggunaan lahan, βo, β1, β2, β3 …..dan βn adalah koefisien regresi masing-masing variabel x. Sedangkan έ adalah residual atau error yang diasumsikan berdistribusi normal dengan rata-rata mendekati 0 dan standar deviasi tertentu.
Regresi stepwise dilakukan selanjutnya apabila hasil analisis berganda masing-masing variable predictor (penggunaan lahan) saling mempengaruhi terhadap variable respon (VIF > 5). Hasil yang diharapkan hanya satu variable penggunaan lahan yang paling berpengaruh terhadap variable respon.
Hasil dan Pembahasan
Analisis penggunaan lahan
Analisis citra satelit DAS Kaligarang 2000 - 2012 menunjukkan bahwa penggunaan lahan terbesar adalah pertanian lahan kering, pertanian lahan kering campuran dan permukiman. Peta penggunaan lahan DAS Kaligarang) tahun 2003, 2006 dan 2009 disajikan pada Lampiran Gambar 1 dan 2, serta Gambar 2.2.
Hal ini tentunya akan memberikan respons hidrologi yang baik terhadap masukan hujan dalam DAS Kaligarang.
Karakteristik perkebunan yang ada di DAS Kaligarang merupakan perkebunan yang dikelola oleh pemerintah (PTP) maupun oleh swasta. Komoditas utama yang diusahakan adalah tanaman kopi, karet, teh, cengkeh, sesetempat pala dan kakao dengan luasan sempit.
Karakteristik pertanian lahan kering campuran (PLKC) dalam DAS Kaligarang pada umumnya merupakan tanaman semusim, yaitu ketela pohon, kacang tanah, jagung, dan sayuran yang ditanam diantara tanaman tahunan buah-buahan seperti duren, kelengkeng, mangga, nangka, rambutan, dan kelapa. Termasuk dalam PLKC adalah daerah pekarangan yang terdapat di sekitar perkampungan. Jarak tanam tidak rapat, permukaan tanah umumnya dibersihkan dari rumput dan gulma.
Karakteristik pertanian lahan kering (PLK) yang diusahakan oleh petani dalam DAS Kaligarang merupakan tanaman palawija antara lain kacang tanah, jagung, ketela pohon, ubi jalar, kedelai dan sayuran dataran rendah, yang ditanam secara monokultur atau tumpangsari. Para petani pada umumnya telah melakukan tindakan konservasi tanah dan air meskipun secara sederhana dan kondisi kurang sempurna yaitu pembuatan guludan dan teras yang telah diperkuat dengan tanaman rumput.
Karakteristik sawah yang diusahakan oleh petani dalam DAS Kaligarang dibedakan menjadi sawah berpengairan (irigasi) dengan pola tanam padi–palawija– padi dan sawah tadah hujan dengan pola tanam padi-palawija. Padi rendeng ditanam pada awal musim hujan (bulan November), dimana sebelumnya dilakukan pengolahan tanah dan pembibitan. Bulan Februari padi rendeng dipanen dan kemudian tanpa pengolahan atau diolah secara sederhana tanaman palawija ditanam kemudian dipanen pada bulan Mei. Bulan Juni sampai september digunakan untuk pertanaman padi gadu.
Analisis peta penggunaan lahan DAS Kaligarang periode 2000-2012 menunjukkan bahwa luas hutan dan sawah mengalami penurunan, sedangkan untuk lahan permukiman, PLK, PLKC mengalami peningkatan. Tabel 3.2 memperlihatkan bahwa pada tahun 2000 luas Hutan adalah 2756 ha (14.20 %), pada tahun 2012 berkurang menjadi 2315 ha (11.92 %). Luas sawah pada tahun 2003 adalah 4451 ha (22.92 %) berkurang menjadi 1740 ha (8.96 %) pada tahun 2011. Sebaliknya pada tahun yang sama untuk pertanian lahan kering terjadi peningkatan dari 5512 ha (28.39 %) menjadi 6663 ha (34.31%), pertanian lahan kering campuran dari 2985 ha (15.37 %) meningkat menjadi 4932 ha (25.40 %), dan lahan permukiman dari 3131 ha ha (16.12 %) meningkat menjadi 3545 ha (18.26 %).
Tabel 3.2. Perkembangan penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun 2000 - 2013
Penggunaan Lahan
2000 2003 2006 2009 2013
(ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) Hutan 2758 14.20 2612 13.45 2516 12.96 2315 11.92 2315 11.92 Perkebunan 566 2.91 208 1.07 208 1.07 208 1.07 208 1.07 Permukiman 3131 16.12 3308 17.04 3486 17.95 3545 18.26 3545 18.26 PLK 5512 28.39 5913 30.45 6580 33.89 6663 34.31 6663 34.31 PLKC 2985 15.37 3642 18.76 4190 21.58 4932 25.40 4932 25.40 Sawah 4451 22.92 3720 19.16 2423 12.48 1740 8.96 1740 8.96
Tubuh Air 15 0.08 15 0.08 15 0.08 15 0.08 15 0.08
Total 19418 100.00 19418 100.00 19418 100.00 19418 100.00 19418 100.00 Sumber: Hasil analisis dari interpretasi citra tahun 2000, 2003, 2006, 2009 dan 2013
Berdasarkan peta penggunaan lahan lahn yang berubah menjadilahan permukiman adalah hutan, PLK dan PLKC. Hal ini dapat dipahami bahwa para pengembang perumahan akan mencari lahan yang harganya murah dan dekat dengan akses jalan. Selain peningkatan kebutuhan tempat tinggal yang merupakan dampak peningkatan jumlah penduduk. Faktor lain penyebab perubahan lahan ke permukiman adalah daya dukung lahan berkurang akibat tingkat kesuburan tanah menurun dan pada akhirnya menurunkan produktivitas lahan. Disisi lain dengan semakin tingginya tekanan penduduk menyebabkan nilai jual tanah semakin tinggi. Perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang dari tahun ke tahun dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Perubahan luas penggunaan lahan DAS Kaligarang tahun 2003 - 2013
No Penggunaan Lahan Area
(ha)
2003 2006 2013
1 Hutan Hutan Hutan 2314.6
Hutan Hutan Permukiman 1.5
Hutan Hutan PLK 200.0
Hutan PLK PLK 45.6
Hutan Sawah Sawah 50.6
2 Perkebunan Perkebunan Perkebunan 207.7
3 Permukiman Permukiman Permukiman 3307.9
4 PLK Permukiman Permukiman 178.4
PLK PLK PLK 5734.5
5 PLKC PLKC Permukiman 57.5
PLKC PLKC PLKC 3584.7
6 Sawah PLKC PLKC 1347.5
Sawah Sawah PLK 683.5
Sawah Sawah Sawah 1689.3
7 Tubuh Air Tubuh Air Tubuh Air 15.3
Analisis regresi perubahan luas hutan dan sawah selama periode 2003-2011 menggunakan Persamaan 3.1 (Yit = Yio + βX) dan data penggunaan lahan (Tabel 3.2) menunjukkan bahwa luas hutan dan sawah menurun secara linier seiring dengan bertambahnya waktu. Analisis regresi persentase luas tutupan lahan DAS Kaligarang untuk penggunaan lahan hutan mengikuti persamaan linier Yht = -0.22
X + 14.38, sedangkan tutupan lahan sawah mengikuti persamaan linier Ys = -1.38
X + 23.89 (dimana Yh adalah persentase luas hutan pada tahun tertentu, Ys adalah persentase luas tutupan lahan sawah pada tahun tertentu, x adalah tahun tertentu yakni x = 1 untuk tahun 2000). Analisis regresi pola perubahan persentase luas hutan dan sawah DAS Kaligarang disajikan pada Gambar 3.1.
Luas tutupan lahan hutan dan sawah periode selanjutnya dapat diproyeksikan menggunakan persamaan tersebut dengan asumsi bahwa penurunan luas hutan dan sawah mengikuti kecenderungan yang ada saat ini. Pertambahan jumlah penduduk menyebabkan terjadinya perubahan penggunaan lahan DAS Kaligarang. Pertambahan jumlah penduduk menyebabkan terjadinya peningkatan kebutuhan tempat tinggal untuk permukiman guna memenuhi permintaan penduduk.
Peningkatan luas permukiman, PLK, dan PLK campur merupakan dampak dari terjadinya penurunan luas hutan dan sawah. Analisis regresi perubahan luas permukiman, PLK dan PLK campur DAS Kaligarang periode 2000 sampai dengan 2011 berdasarkan data penggunaan lahan Tabel 3.1 mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Analisis regresi dengan persamaan 3.1 (Yit = Yio + βX) terhadap perubahan luas permukiman, PLK dan PLK campur di DAS dari tahun ke tahun menunjukkan peningkatan secara logaritmik. Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa luas permukiman meningkat secara linier mengikuti persamaan Ypm = 0.20
X + 16.17, sedangkan perubahan luas tutupan lahan PLK meningkat secara linier mengikuti persamaan Ylk = 0.57 X + 28.38 dan perubahan luas tutupan lahan PLK
campuran meningkat secara linier mengikuti persamaan Ylkc = 0.96 X + 14.74.
Analisis regresi pola perubahan persentasi luas lahan permukiman, PLK dan PLK campuran DAS Kaligarang disajikan pada Gambar 3.1.
Pengaruh Penggunaan Lahan terhadap Kondisi Hidrologi
Gambar 3.1. Perubahan persentase luas tutupan lahan DAS Kaligarang (2000 – 2012)
Hasil analisis rerata debit harian, debit harian maksimum dan debit harian minimum dengan pendekatan rata-rata aritmetik selama 10 tahun terakhir dengan data debit harian disajikan pada Lampiran Tabel 9 menunjukkan bahwa distribusi bulanan debit harian rata-rata, debit harian maksimum dan debit harian minimum mempunyai kecenderungan yang sama (Gambar 3.2).
Gambar 3.2. Rerata debit harian, debit harian maksimum dan debit harian
Jan Peb Mrt April Mei Jun Juli Agt Sept Okt Nov Des
