Analisis Hidrologi Menggunakan Model SWAT di Sub DAS Samin DAS Solo

ANALISIS HIDROLOGI MENGGUNAKAN MODEL SWAT

DI SUB DAS SAMIN DAS SOLO

DIMAS ALFRED PRASETIA

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Hidrologi Menggunakan Model SWAT di Sub DAS Samin DAS Solo 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 skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Februari 2015

Dimas Alfred Prasetia

2

ABSTRAK

DIMAS ALFRED PRASETIA. Analisis Hidrologi Menggunakan Model SWAT di Sub DAS Samin DAS Solo. Dibimbing oleh NANA MULYANA ARIFJAYA.

Sub DAS Samin (26 950.4 ha) merupakan salah satu Sub DAS di DAS Solo yang masuk skala prioritas satu. Hubungan antara curah hujan, tutupan lahan dan jenis tanah sangatlah kompleks, sehingga diperlukan pemodelan untuk melihat karakteristik hidrologi. Salah satu model yang dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi hidrologi DAS adalah model Soil Water Assessment Tool

(SWAT). Tujuan penelitian ini menganalisis kondisi hidrologi dan neraca air dengan menggunakan aplikasi model SWAT di Sub Sub DAS Samin. Input model SWAT meliputi peta tutupan lahan skala 1:25 000, peta tanah skala 1:50 000, peta jaringan sungai skala 1:25 000, serta data iklim harian tahun 2008-2013. Tutupan lahan terdiri dari hutan lahan kering sekunder (638.5 ha), hutan tanaman (1550.9 ha), semak (309.9 ha), perkebunan (902.8 ha), tanah terbuka (3 ha), pertanian lahan kering (8628.0 ha), pertanian lahan kering campur semak (9451.9 ha), dan sawah (3550.4 ha). Jenis tanah terdiri dari asosiasi alluvial kelabu dan alluvial coklat kelabu (4339.0 ha), asosiasi grumosol kelabu tua dan mediteran coklat (4743.3 ha), latosol coklat kemerahan (14 714.9 ha), dan mediteran coklat (3153.2 ha). Validasi model SWAT menghasilkan nilai NSE 0.6 dan R² 0.7. Hasil ini menunjukan prediksi kondisi hidrologi yang memuaskan. Kondisi neraca air dengan curah hujan 3543 mm/tahun menghasilkan aliran bawah tanah 311.0 mm/tahun (8.8%), perkolasi 452.0 mm/tahun (12.8%), aliran lateral 4.3 mm/tahun (0.1%), limpasan 2078.4 mm/tahun (58.7%), dan evapotranspirasi 697.3 mm/tahun (19.7%). Sungai di Sub DAS Samin akan mengalami kekeringan apabila tidak terjadi hujan selama 50.75 hari dan waktu terjadinya hujan lebih menjadi aliran puncak selama 19.825 hari

Kata kunci: analisis hidrologi, model SWAT, neraca air, Sub DAS Samin ABSTRACT

DIMAS ALFRED PRASETIA. Hydrology Analysis at Samin Sub Watershed Used SWAT Model. Supervised by NANA MULYANA ARIFJAYA.

3 dryland agriculture (8628.0 ha), dryland agriculture with bushes (9451.9 ha), and paddy field (3550.4 ha). Soil consist of association of grey alluvial and greyed brown alluvial (4339.0), association of dark grey grumosol and brown mediteran (4743.3 ha), reddish brown latosol (14 714.9 ha), and brown mediteran (3153.2 ha). The validation of the SWAT model results in a NSE value of 0.6 and R² 0.7. This means SWAT model could be used to predict hydrology condition. Water balance of SWAT model shows that with rainfall of 3543 mm/year. Samin Sub Watershed could produce ground water flow of 311.0 mm/year (8.8%), percollation 452.0 mm/year (12.8%), lateral flow 4.3 mm/year (0.1%), surface runoff 2078.4 mm/year (58.7%), and evapotranspiration 697.3 mm/year (19.7%). River in sub watershed Samin will experience drought if there is no rain during the day and time of occurrence 50.75 more rain into the peak flow during the 19.825 days.

Keywords: hydrology analysis, Samin Sub Watershed, SWAT model, water balance

1

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada

Departemen Manajemen Hutan

ANALISIS HIDROLOGI MENGGUNAKAN MODEL SWAT

DI SUB DAS SAMIN PROVINSI JAWA TENGAH

DIMAS ALFRED PRASETIA

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

ii

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisis Hidrologi Menggunakan Model SWAT di Sub DAS Samin DAS Solo. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menggambarkan kondisi hidrologi yang dapat digunakan sebagai informasi perencanaan pengelolaan selanjutnya. .

Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr Ir Nana Mulyana Arifjaya, MSi yang telah memberikan saran dan arahanya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Disamping itu terima kasih sampaikan kepada Mas Ardiyanto yang telah memberikan ilmu tentang aplikasi SWAT. Ucapan terima kasih penulis juga sampaikan kepada kedua orang tua dan keluarga penulis, rekan-rekan MNH 47 serius dulu, dan teman-teman Villa Merah atas segala doa, kebersamaan dan semangatnya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran, kritik, dan masukan demi membangun kesempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini berguna bagi semua pihak yang membutuhkan.

Bogor, Februari 2015

iii

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan 1

Manfaat 1

METODE 2

Lokasi dan Waktu Penelitian 2

Analisis Data 2

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Kondisi Daerah Penelitian 4

Penggunaan Lahan 4

Topografi dan Jenis Tanah 5

Iklim 6

Deliniasi Sub DAS 6

Pembentukan HRU (Hidrological Rensponse Unit) 7

Simulasi Model SWAT 7

Kalibrasi 8

Validasi 9

Analisis Hidrologi 10

KESIMPULAN DAN SARAN 11

Kesimpulan 11

Saran 12

DAFTAR PUSTAKA 12

iv

DAFTAR TABEL

1 Kualifikasi data yang digunakan di Sub DAS Samin 2 2 Pengunaan dan perubahan tutupan lahan Sub DAS Samin 5

3 Sebaran kelas kelerengan Sub DAS Samin 5

4 Tekstur jenis tanah Sub DAS Samin 6

5 Luas dan persentase kode Sub DAS berdasarkan hasil deliniasi 7

6 Karakteristik HRU pada lereng sangat curam 7

7 Parameter masukan kalibrasi 8

DAFTAR GAMBAR

1 Hasil deliniasi Sub DAS Samin 4

2 Rata-rata curah hujan bulanan stasiun Tawangmangu, Jumantono dan

Bendosari 6

3 Hubungan antara debit simulasi dan debit observasi setelah kalibrasi 9 4 Hyetograph dan hidrograf debit observasi serta debit simulasi 9

5 Kondisi hidrologi Sub DAS Samin 10

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Banjir besar di wilayah Jawa Tengah dan Jawa Timur pada 26 Desember 2007 diakibatkan oleh Sungai Bengawan Solo yang meluap. Kejadian banjir besar merupakan sumbangan limpasan Sub DAS (Daerah Aliran Sungai) yang berada di bagian hulu DAS Bengawan Solo. Sub DAS Samin merupakan salah satu bagian hulu DAS Bengawan Solo yang memberikan kontribusi limpasan sebesar 8.08% pada kejadian banjir Desember 2007. Berdasarkan kondisi DAS meliputi analisis limpasan permukaan, erosi, longsor, dan kejadian banjir Desember 2007, Sub DAS Samin masuk skala prioritas satu dalam penangangan DAS Solo (BPDAS Solo 2008).

Kerusakan DAS dapat mempengaruhi karakteristik peningkatan aliran permukaan dan penurunan aliran bawah permukaan. Penggunaan lahan perlu ditinjau ulang untuk penggunaan tata ruang, tata guna lahan dan penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan kemampuannya dan peruntukannya (Pujiharta 2008). Perubahan perilaku pengelolaan DAS yang cepat dapat memperanguhi karakteristik hidrologi yang cepat pula. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan penggunaan pemodelan untuk hidrologi sehingga dapat meminimalkan waktu dan biaya.

Berkembangnya teknologi dalam perkembangan ilmu pengetahuan dapat dilakukan pemodelan hidrologi berbasis DAS yang mewakili kondisi alam karena DAS merupakan suatu batas yang bersifat ekologis (Mulyana 2012). Suatu model adalah replikasi dengan perbandingan tertentu, suatu konsep, sesuatu yang mengandung hubungan empiris, atau suatu seri persamaan matematis atau statistik yang menggambarkan suatu sistem (Indarto 2010). Model yang digunakan untuk menganalisis pengaruh perubahan lahan terhadap limpasan,erosi dan sedimen salah satunya adalah model SWAT (Soil Water Assessment Tool). Model SWAT adalah model berbasis DAS yang dapat menduga dampak pengelolaan penggunaan lahan terhadap kuantitas air (Gassman et al. 2007).

Tujuan Penelitian

1. Analisis hidrologi di Sub DAS Samin dengan menggunakan model SWAT. 2. Analisis kondisi neraca air di Sub DAS Samin.

Manfaat Penelitian

2

METODE

Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Sub DAS Samin yang terletak didaerah administrasi Kabupaten Karanganyar dan Sukoharjo, Provinsi Jawa Tengah. Hulu Sub DAS Samin terletak di Gunung Lawu hingga bermuara di lokasi stasiun pengamatan aliran sungai (SPAS) Desa Peren, Kecamatan Bendosari, Kabupaten Sukoharjo. Lokasi SPAS secara geografis terletak pada 110°51'2.87" LS - 111°11'32.75" LS. Waktu pelaksanaan penelitian dimulai pada bulan November hingga Desember 2014.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan adalah data iklim harian di tiga pos penakar yaitu stasiun Jumantono, Tawangmangu dan Bendosari dari tahun 2008 sampai tahun 2013 (BPDAS Solo), serta data debit sungai harian SPAS (Stasiun Pengukur Air Sungai) tahun 2008 sampai tahun 2013 yang terletak di Desa Peren, Kecamatan Bendosari, Kabupaten Sukoharjo, Provinsi Jawa Tengah. Kualifikasi data yang digunakan dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1 Kualifikasi data yang digunakan di Sub DAS Samin

Data Spasial Skala/resolusi Sumber

DEM 90 m SRTM

Jaringan Sungai 1:25 000 Badan Informasi Geospasial Tutupan lahan tahun 1990, 2012 1:25 000 BPDAS Solo

Peta tanah 1:50 000 PUSLITTANAK

AWLR 2008-2009 BBWS Bengawan Solo

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi Software arc GIS 9.3 dengan extention Arc SWAT 2009.93.7b, SWAT-CUP (SWAT- Calibration Uncertainty Program) 5.1.6.2 dengan menggunakan Sequential Uncertainty Fitting Version2 (SUFI2).

Analisis Data

3 Pendekatan debit model dengan hasil observasi dapat dilihat dengan pendekatan nilai R2 dan nilai NSE. Hal ini untuk mendapatkan gambaran tentang tingkat ketidakpastian yang dimiliki model. Hasil Simulasi dapat dilakukan pendekatan nilai yaitu baik jika NSE ≥0.75, memuaskan jika 0.36≤ NSE <0.75, dan kurang memuaskan jika NSE <0.36 (Amatya et al. 2008).

Kalibrasi dan Validasi

Hasil perbandingan debit simulasi model SWAT dengan debit observasi dilakukan dengan pendekatan nilai koefisien determinasi (R2) dan nilai NSE. Berdasarkan (Nash dan Sutcliffe 1970) nilai R2 dan NSE dapat ditentukan dengan persamaan (1) dan (2).

∑ ( ̅ ) ̅

∑ ̅ ∑ ̅ ... (1)

Qobs,i : Debit hasil pengukuran (m3/det)

Qcal,i : Debit hasil kalibrasi model SWAT (m3/det)

Ǭobs,I : Debit hasil pengukuran rata-rata (m3/det)

Ǭcal,i : Debit hasil simulasi model SWAT rata-rata (m3/det)

Ǭobs,i : Debit hasil pengukuran rata-rata (m3/det)

Ǭcal,i : Debit hasil simulasi model SWAT rata-rata (m3/det) Persamaan Neraca air

Siklus hidrologi dalam simulasi SWAT menggunakan pendekatan kondisi neraca air. Berdasarkan (Neitsch et al. 2004) neraca air yang digunakan dalam model SWAT ditentukan dengan persamaan (3).

∑ ... (3) SWt : Kandungan akhir air tanah (mm)

SW0 : Kandungan air tanah awal pada hari ke-i (mm)

Rday : Jumlah presipitasi pada hari ke-i (mm)

Qsurf : Jumlah limpasan permukaan pada hari ke-i (mm) Ea : Jumlah evapotranspirasi pada hari ke-i (mm)

WSeep : Jumlah air yang memasuki zona tak jenuh pada profil tanah hari ke-i (mm)

4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Daerah Penelitian

Sub DAS Samin memiliki luas 37 564.7 ha yang secara administrasi masuk di Kabupaten Karanganyar dan Sukoharjo (BPDAS Solo 2008). Berdasarkan hasil deliniasi dengan penentuan lokasi SPAS terletak di Desa Peren, Kecamatan Bendosari, Kabupaten Sukoharjo, dihasilkan Sub DAS Samin memiliki luasan 26 950.4 ha yang terbagi atas 15 Sub DAS, sedangkan secara geografis terletak pada 110°51'2.87" LS - 111°11'32.75" LS dan 7°38'27.83" BT - 7°38'5.83" BT. Perbedaan luasan Sub DAS Samin dikarenakan peletakan titik oulet yang lebih mendekati hulu sungai. Lokasi SPAS berdasarkan klasifikasi ordo sungai terletak pada ordo ke-3 dengan sungai terpanjang 40.7 km ke arah hulu sungai dari titik SPAS. Hasil deliniasi sub DAS Samin disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1 Hasil deliniasi Sub DAS Samin

Penggunaan Lahan

5 (2001) menjelaskan bahwa tutupan lahan bervegetasi dan sifat tanah lebih dominan mempengaruhi aliran permukaan dan erosi dibandingkan dengan faktor panjang dan kemiringan lereng. Penyajian data penggunaan dan perubahan penggunaan lahan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Penggunaan dan perubahan tutupan lahan Sub DAS Samin Kode

Landuse Penggunaan Lahan Tahun (Ha)

Perubahan

AGRR Pertanian Lahan Kering Campur Semak 9451.9 9451.9 0.0 0.0

RICE Sawah 3550.4 3550.4 0.0 0.0

Total 26 950.3 26 950.3

Sumber: BPDAS Solo

Topografi dan Jenis Tanah

Sub DAS Samin bagian timur merupakan bagian dari kawasan Gunung Lawu yang memiliki ketinggian puncak 3265 mdpl, sehingga memiliki keragaman kelas kelerengan dari datar hingga sangat curam. Kelas kelerengan curam dan sangat curam berada di yaitu elevasi tinggi yaitu bagian lereng Gunung Lawu. Kelas kelerengan Sub DAS Samin diklasifikasikan menjadi lima kelas yang didominasi topografi datar (<8%) sebesar 64.6%. Sebaran kelas kelerengan disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3 Sebaran kelas kelerangan Sub DAS Samin

6

coklat, asosiasi aluvial kelabu dan aluvial coklat kelabu dan mediteran coklat secara berturut-turut memiliki persentase terhadap luas Sub DAS Samin sebesar 17.6%, 16.1%, dan 11.7%. Adapun tekstur setiap jenis tanah dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Tekstur jenis tanah Sub DAS Samin Kode

Tanah Jenis Tanah

Tekstur (%)

Debu Liat Pasir

TNH8 Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu 43.66 35.48 20.86

TNH41 Asosiasi Grumusol Kelabu Tua dan Mediteran Coklat 43.47 30.41 30.41

TNH54 Latosol Coklat Kemerahan 39.38 47.17 13.45

TNH43 Mediteran Coklat 51.85 33.53 14.62

Sumber : Hasil analisis Lembaga Penelitian Tanah tahun 2014

Iklim

Berdasarkan hasil rata-rata tiga stasiun pengamatan curah hujan Jumantono, Tawangmangu, dan Bendosari pada tahun 2008-2013. Hasil klasifikasi menurut Schmidt dan Ferguson daerah penelitian termasuk iklim tipe B dengan curah hujan maksimum terjadi pada bulan Maret sebesar 459.5 mm dan terendah terjadi pada bulan Agustus 20.3 mm. Suhu rata-rata harian antara 20.8°C-30.2°C dan kelembapan udara harian antara 46.2% - 96.8%. Rataan curah hujan bulanan Sub DAS Samin dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Rata-rata curah hujan bulanan stasiun Tawangmangu, Jumantono, dan Bendosari

Deliniasi Sub DAS

Pembetukan Sub DAS dengan titik outlet SPAS berada di Desa Peren dilakukan menggunakan DEM (Digital Elevation Model) yang berasal dari SRTM (US Geological Survey), data jaringan sungai dan menggunakan ketentuan ambang batas (threshold) sebesar 1000 ha. Hasil deliniasi Sub DAS yang terbentuk sebanyak 15 kode Sub DAS. Penyajian data luasan dan persentase setiap kode Sub DAS hasil deliniasi dapat dilihat pada Tabel 5.

7 Tabel 5 Luas dan persentase kode Sub DAS berdasarkan hasil deliniasi

Kode Sub DAS Ha % Kode Sub DAS Ha %

Sub Total 5779.7 21.5 Sub Total 21 170.6 78.5

Total 26 950.3 ha 100%

Pembentukan HRU (Hidrological Rensponse Unit)

Proses pembentukan HRU dilakukan dengan melakukan penimpalan (overlay) antara peta tutupan lahan, jenis tanah dan kemiringan lereng pada lokasi sub DAS Samin. Pembentukan HRU dilakukan dengan threshold by percentage

untuk setiap masing-masing input HRU. Threshold by percentage untuk tutupan lahan (10%), jenis tanah (5%) dan kemiringan lereng (5%). Proses ini menghasilkan 107 HRU yang memiliki karakteristik berbeda setiap HRUnya. Tipe penggunaan lahan dan jenis tanah pada kelas kelerengan sangat curam (>40%) dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6 Karakteristik HRU pada lereng sangat curam

Ha %

39 Hutan Lahan Kering Sekunder /Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 175.3 0.3 41 Hutan Tanaman/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 91 0.1 45 Semak Belukar/Latosol Coklat Kemerahan/>40 38.2 0.3 47 Semak Belukar/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 66.9 0.7 65 Hutan Lahan Kering Sekunder /Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 46.8 0.2 67 Hutan Tanaman/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 76 0.3 72 Semak Belukar/Latosol Coklat Kemerahan/>40 2.6 0 75 Semak Belukar/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 19.9 0.1 80 Hutan Tanaman/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 404.3 1.5 92 Pertanian Lahan Kering/Asosiasi Aluvial Kelabu dan Aluvial Coklat Kelabu/>40 56.8 0.2

HRU Keterangan Sub DAS Samin

Simulasi Model SWAT

8

2008 hingga 2013, sedangkan data iklim harian lainya (radiasi surya, kelembapan, kecepatan angin, dan suhu) menggunakan data dari pengunduhan Global weather

(NCEP 2014). Periode simulasi dilakukan tahun 2008 dan 2013 dengan fase percobaan model (warming up) pada tahun 2008 dan 2009, kalibrasi pada tahun 2010 dan 2011, serta validasi pada tahun 2012 dan 2013.

Kalibrasi

Proses kalibrasi menggunakan perbandingan hasil debit simulasi model dengan hasil debit observasi. Data observasi debit harian diperoleh dari SPAS Desa Peren tahun 2010 dan 2011. Proses ini dilakukan untuk menyesuaikan parameter-parameter yang berpengaruh terhadap model, sehingga dapat memperkecil perbedaan hasil debit model dengan debit observasi. Penelitian ini menggunakan 13 parameter masukan kalibrasi yang berkaitan dengan aliran dasar (*.gw), saluran utama (*.rte), parameter tingkat Sub DAS (*.sub), parameter tingkat HRU (*.hru), parameter aliran sungai (*.bsn), tanah (*.sol). Parameter masukan kalibrasi dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7 Parameter masukan kalibrasi

Parameter Definisi Fitted Value Min Max Satuan

GW_REVAP.gw Koefisien evaporasi zona perakaran 0.086 0.02 0.10

-ALPHA_BF.gw Faktor alpha aliran dasar 0.3325 0.30 0.40 Hari

GW_DELAY.gw Masa jeda air bawah tanah kembali ke sungai 50.75 50.00 60.00 Hari

GWQMN.gw Kedalaman ambang air aquifer dangkal dibutuhkan 0.4425 0.40 0.50 mm

CH_K2.rte Konduktivitas hidrolik pada saluran utama 100.75 100.00 130.00 mm/hari

CH_N2.rte Nilai kekasaran "manning" pada saluran utama sungai 0.0375 0.00 0.10 mm/hari

CH_K1.sub Konduktivitas hidrolik efektif pada saluran cabang 9.925 9.00 10.00 mm/hari

CH_N1.sub Nilai kekasaran "manning" pada saluran cabang 15.45 14.00 16.00 mm/hari

SOL_AWC.sol Kapasitas air tersedia pada lapisan tanah 0.0125 0.00 1.00 mm/mm

SOL_K.sol Konduktivitas hidrolik dalam keadaan jenuh 640.63 640.00 645.00 mm/jam

SOL_BD.sol Kerapatan jenis tanah 1.2925 1.00 1.30 gr/cm³

SURLAG.bsn Koefisien jeda aliran permukaan 19.825 18.00 20.00 Hari

SLSUBBSN.hru Panjang kemiringan aliran permukaan 10.375 9.00 11.00 m

9

Gambar 3 Hubungan antara debit simulasi dan debit observasi setelah kalibrasi

Validasi

Proses validasi menggunakan set data parameter hasil kalibrasi, sehingga data yang dihasil sudah mampu mewakili kejadian sebenarnya yang ada dilapangan. Langkah validasi berguna untuk membuktikan suatu model yang dapat memberikan hasil yang konsisten sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan (Andayani 2014). Proses validasi ini menggunakan set data yang sudah terkalibrasi yang dibandingkan data observasi tahun 2012 dan 2013. Berdasarkan validasi dihasilkan nilai R² 0.7 dan NSE 0.6, sehingga hasil validasi model SWAT masuk kriteria memuaskan. Debit simulasi dan debit observasi pada kejadian hujan pada tahun 2012 dan 2013 dapat dilihat pada Gambar 4.

10

Analisis Hidrologi

Neraca air adalah hubungan total banyaknya air yang diterima dengan air yang hilang. Air yang diterima berupa hasil presipitasi dan kondensasi, sedangkan air yang hilang berupa runoff, base flow, perkolasi, evapotranspirasi, aliran antara dan aliran lateral (Arsyad 2010). Air hujan yang jatuh ke bumi akan sampai ke sungai melalui jalurnya masing-masing dengan kecepatan aliran limpasan permukaan berjalan cepat, aliran lateral serta perkolasi berjalan lambat, serta aliran bawah tanah berjalan sangat lambat dan sebagian air hujan yang jatuh mengalami proses evaporasi dan transpirasi (Kodoatie 2012).

Hasil kalibrasi (2010-2011) dan validasi (2012-2013) menghasilkan beberapa output model SWAT yang berhubungan dengan kondisi neraca air. Hasil prediksi model SWAT curah hujan tertinggi terjadi pada tahun 2010 sebesar 3543 mm/tahun. Kondisi parameter neraca air dilihat dari kejadian hujan tahun 2010 menghasilkan aliran bawah tanah 311.0 mm/tahun (8.8%), perkolasi 452.0 mm/tahun (12.8%), aliran lateral 4.3 mm/tahun (0.1%), limpasan 2078.4 mm/tahun (58.7%), dan evapotranspirasi 697.3 mm/tahun (19.7%). Sebaliknya, curah hujan terendah terjadi tahun 2011 sebesar 2241 mm/tahun yang menghasilkan aliran bawah tanah 177.5 mm/tahun (7.9%), perkolasi 117.1 mm/tahun (5.3%), aliran lateral 2.5 mm/tahun (0.1%), limpasan 1234.7 mm/tahun (55.1%), dan evapotranspirasi 709.2 mm/tahun (31.7%). Kondisi hidrologi air Sub DAS Samin disajikan pada Gambar 5.

Gambar 5 Kondisi Hidrologi Sub DAS Samin

Sub DAS Samin berdasarkan hasil kalibrasi memiliki nilai GW_DELAY.gw sebesar 50.75 hari. Artinya air akan tersimpan 50.75 hari di dalam tanah sebelum keluar kembali ke sungai. Jika Sub DAS Samin tidak menerima hujan selama lebih dari 50.75 hari, maka sungai akan mengalami kekeringan. SURLAG.bsn yaitu waktu antara terjadinya hujan lebih hingga terjadi puncak aliran permukaan. Hasil kalibrasi menunjukan hasil hujan lebih mencapai puncak aliran di titik outlet

11 sampai permukaan tanah melalui aliran batang dan air jatuhan terhadang oleh serasah kemudian akan meresap kedalam tanah (Gintings et al. 1992). Semakin meningkatnya luasan hutan akan semakin membantu penyerapan dan memperpanjang waktu aliran puncak. Komponen neraca air disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6 Komponen neraca air

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

12

Saran

Hasil pemodelan dapat digunakan untuk membentuk unit pengelolaan, sehingga penanganan Sub DAS Samin dapat ditangani secara detail, intensif dan komperhensif.

DAFTAR PUSTAKA

Amatya DM, Haley EB, Levine NS, Callahan TJ, Pawlik AR, Jha MK. 2008. Calibration and validation of the SWAT model for a forested watershed in Coastal South Carolina. 2008 June 29 - July 2. Rhode Island. United State (US): ASABE.

Andayani K. 2014. Analisis Hidrologi di Sub DAS Ciliwung Hulu Menggunakan Model SWAT [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Arsyad S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. Bogor (ID): IPB Press.

[BPDAS Solo] Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Solo. 2008. Laporan Utama Rencana Tindak Rehabilitasi Hutan dan Lahan (RHL) Dalam Rangka Pengendalian Banjir dan Longsor DAS Solo Tengah-Hilir. Solo: BPDAS Solo Direktorat Perencanaan dan Evaluasi Pengelolaan DAS Direktorat Jenderal Bina Pengelolaan DAS dan Perhutanan Sosial Kementrian Kehutanan.

[BBWS BS] Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo. 2011. Data Hidrologi: Wilayah Sungai Bengawan Solo Tahun 2010. Solo: Sie Data dan Informasi BBWS BS Direktorat Jenderal Sumberdaya Air Kementrian Pekerjaan Umum.

[BBWS BS] Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo. 2012. Data Hidrologi: Wilayah Sungai Bengawan Solo Tahun 2011. Solo: Sie Data dan Informasi BBWS BS Direktorat Jenderal Sumberdaya Air Kementrian Pekerjaan Umum.

[BBWS BS] Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo. 2013. Data Hidrologi: Wilayah Sungai Bengawan Solo Tahun 2012. Solo: Sie Data dan Informasi BBWS BS Direktorat Jenderal Sumberdaya Air Kementrian Pekerjaan Umum.

[BBWS BS] Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo. 2014. Data Hidrologi: Wilayah Sungai Bengawan Solo Tahun 2013. Solo: Sie Data dan Informasi BBWS BS Direktorat Jenderal Sumberdaya Air Kementrian Pekerjaan Umum.

13 Ispriyanto R, Nana MA, Hendrayanto. 2001. Aliran permukaan dan erosi di areal tumpangsari tanaman Pinus Merkusii Jungh. Et De Vriese. Jurnal Manajemen Hutan Tropika. 7(1):37-47.

Kodoatie RJ. 2012. Tata Ruang Air Tanah. Yogyakarta (ID): PenerbitAndi. Mulyana N. 2012. Analisis tutupan hutan terhadap ketersediaan Green Water dan

Blue Water di Sub DAS Gumbasa dan Sub DAS Cisadane Hulu dengan aplikasi model SWAT [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Nash SL, Sutcliffe JV. 1970. River Flow Forecasting Through Conceptual Model

1. A Discussion of Principles. Journal of Hidrology. 10(3):282-290.

[NCEP] The National Centers for Environmental Prediction. 2014. Global weather data [Internet]. Maryland (US): The National Centers for Environmental Prediction. [diunduh 2014 Nov 10]. Tersedia pada: http://www.globalweather.tamu.edu

Neitch SL, Arnold JG, Kiniry JR, Srinivasan R, William JR. 2002. Soil and Water Assesment Tool:User’s Manual Version 2000. Texas (US): Agricultural Research Service US.

15

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 April 1992 dari ayah Djoko Warsono dan ibu Wartiah. Penulis adalah putra kedua dari tiga bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan formal di SDN Jagakarsa 01 Pagi Jakarta Selatan pada tahun 2004 dan SLTPN 166 Jakarta pada tahun 2007. Tahun 2010 penulis lulus dari MAN 7 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan.