Sistern Sumberdaya A i r dan untuk Pengelolaan DAS
DAN
'Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jawa Lembang 'Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi,
Abstract
Water resources are the urgent need for community in a watershed, but the quantity and quality have been degraded due to watershed degradation. Climate change has also affected biodiversity and farming system in the watershed. Unfortunately, climate and water resource management in the watershed is generally under inappropriate plan and implementation due to limit of database and information of water and climate resources. For sustainable watershed management, proper data and information of climate and water resources are urgently required. Information system is built to help policy makers in decision making during planning and monitoring processes of sustainable watershed management. Information system and of climate and water resources are built through the following steps: development of climate and hydrology stations network, (2) development of database of climate and water resources, (3) development of prediction of climate and water resources, (4) development of decision support system, and implementation of climate water resources "information system for supporting watershed management. Development and implementation climate and water resources information system need t o be parallel with capacity building especially human resources in handling data and its use for watershed management. Integration between sectors concerned to climate and water resources need t o be set up t o realize sustainable climateand water resources management specifically and watershed management in general.
Keyword: lnformation system, Climate and resources, Watershed, Database, Watershed management
SDA merupakan sumberdaya alam penting untuk mendukung kelangsungan masyarakat di DAS, namun dan kualitasnya cenderung akibat degradasi DAS. Pada sisi lain perubahan iklim berdampak buruk terhadap biodiversitas sistem usahatani yang cenderung mengalami umum pengelolaan SDA iklim di DAS belum direncanakan dan diopersionalkan secara optimalakibat belum rincinya basisdata dan dan iklim yangdibangun Untuk pengelolaan DAS berkelanjutan, data informasi SDA dan iklim yang kondisinya
diperlukan. Sistem informasi dibangun untuk membantu para penentu kebijakan (policy makers) dalam membuat keputusan (decision making) dalam merencanakan dan
pelaksanaan pengelolaan DAS secara berkelanjutan. Sistem informasi dan sistem pendukung keputusan SDA dan iklim dibangun dengan sebagai berikut pengembangan jaringan pengamatan dan pengukuran potensi iklim sistem akuisisi data, (2) pengembangan basisdata SDA
(3) pengembangan model prediksi potensi SDA iklim, pengembangan sistem pendukung keputusan, dan implementasi sistem informasi SDA dan iklim untuk mendukung pengelolaan DAS. Pengembangan don implementasi sistem informasi SDA dan iklim perlu didukung dengan pengembang-an kapasitas (capacity building) untuk peningkatan kemampuan SDM di daerah dalam menangani data dan untuk mengoptimalkan pengelolaan DAS. lntegrasi sektor yang berkepen-tingan terhadap SDA iklim perlu dibangun agar keberlanjutan pengelolaan dan iklim pada khususnya pengelolaan umumnya dapat direalisasikan.
DAS: Data" 5 September 2007
d a t a dan inforrnasi SDA dan iklirn yang terformat dalam suatu sistem diperlukan dalarn perencanaan dan operasionalisasi pengelolaan DAS. Di Indonesia, ketersediaan d a t a terpencar di berbagai instansi dengan bentuk,
waktu yang tidak standar serta dari berbagai surnber d a n versi yang Akibatnya adalah tidak ada dan kuantitas d a t a secara spasial dan temporal, (2) rnencari dan rnenyiapkan data dalam waktu yang singkat, (3) tidak bisa diakses dengan (4) tidak komprenhensif (5) kendala dalam updating dan (6) optimal dalam penggunaannya.
Data dan inforrnasi SDA d a n iklim di DAS dapat ditingkatkan kualitasnya
ruang dan waktu secara real time apabila dinamika perubahan d a t a d a n inforrnasi d a p a t diperbaharui secara interaktif dengan alat bantu dalarn bentuk model sistern informasi SDA iklirn yang rnengintegrasikan data dan informasi untuk rnendukung pengelolaan DAS. lntegrasi data d a n informasi ekonorni dan kelernbagaan serta aktivitas yang
kedalam sistem informasi SDA dan iklirn dapat dioperasionalkan secara rarnah pengguna (user friendly) sebagai alat bantu pengarnbilan keputusan untuk rnenyusun perencanaan d a n strategi pengelolaan iklirn rnendukung pengelolaan DAS.
d a n inforrnasi iklirn di DAS secara rinci dibangun, sehingga pengelolaan SDA d a n di DAS rnasih belurn dapat dilakukan secara optimal. Terkait dengan pernanfaat SDA d a n iklim, data dan inforrnasi kebutuhan air d a n iklirn diperlukan. Kebutuhan air rnakin rneningkat seiring dengan peningkatan penduduk dan ragarn kebutuhan yang rnenuntut SDA dalarn baik kebutuhan air untuk keluarga, industri, irigasi, energi (hydro-electricity), rekreasi dan berbagai aspek kehidupan lainnya. Pada sisi lain, fungsi penyangga (resapan) DAS rnakin mernburuk kondisinya. Alih fungsi lahan di daerah penyangga, rnakin meluasnya kritis, d a n penyebab-penyebab lain berubahnya fungsi DAS adalah awal dari hilangnya volume besar air rnelalui aliran permukaan (surface runoff). Perubahan iklirn rnerupakan kendala lain yang dihadapi masyarakat dalarn rnengelola DAS, khususnya rnasyarakat petani dimana sistem usahatani telah rnengalarni pergeseran akibat perubahan iklirn tersebut.
penggunaan air (IPA) atau rasio kebutuhan dan ketersediaan air sudah melebihi Depkimpraswil IPA untuk DAS Ciliwung d a n Cisadane sudah
pada tahun Dalarn tahun-tahun terakhir indeks
diperkirakan rnakin rneningkat, karena jumlah penduduk yang relatif cepat, perkernbangan p e s a t sektor industri, energi dan rurnah tangga sernentara potensi ketersediaan air rnakin
Sistem fnforrnasi Air dan untuk DAS
SDA telah mengalami berbagai tekanan yang berakibat pada buruknya kualitas. satu penyebabnya adalah pencemaran pada air permukaan (sungai, danau, waduk) dan air bawah permukaan (groundwater). air ke daratan menyebabkan salinitas airdi sumur-sumur penduduk meningkat. Kebocoran-kebocoran industri ke sungai dan lahan-lahan pertanian memberikan t e k a n a n p a d a lingkungan. Kekeringan dan banjir yang semakin meningkat frekuensi d a n intensitasnya sebagai akibat perubahan iklim dan rusaknya DAS merupakan masalah yang dihadapi juga oleh masyarakat di DAS. Tindakan antisipasi terhadap kekeringan d a n banjir yang dilakukan memerlukan respon d e n g a n s e g e r a karena terkait d e n g a n kebijakan-kebijakan pengelolaan DAS yang mencakup berbagai aspek. Hal ini hanya bisa direncanakan dengan baik apabila didukung dengan ketersediaan data dan informasi yang c e p a t d a n akurat secara dan temporal. Makalah ini dimaksudkan untuk rnemberikan gambaran terhadap status sistem informasi iklirn di DAS dan upaya pengembangannya untuk
perencanaan dan operasionalisasi pengelolaan DAS.
2.
Indonesia menduduki urutan ke lima negara-negara yang kaya air Brazil, Rusia, China dan Canada. Hal ini tercermin dari potensi ketersediaan air permukaan terutama air sungai yang Depkimpraswil rata-rata mencapai kurang lebih m3
/kapita[tahun, jauh melebihi rata-rata dunia yang hanya 6 0 0 Namun jumlah yang berlimpah ketersediaannya bervariasi d a n waktu. Pulau Jawa yang penduduknya mencapai 65% dari total penduduk Indonesia, hanya tersedia 4.5% potensi air t a w a r nasional. Faktanya, jumiah ketersediaan air di P. Jawa mencapai juta tidak mencukupi untuk kebutuhan air bagi seluruh penduduknya. Artinya di pulau yang terpadat penduduknya ini mengalami defisit paling tidak higga nanti dan akan terus meningkat jika tidak a d a upaya konservasi efisiensi pemanfaatan airnya. Demikian halnya di wilayah lain, walaupun pada tahun yang sama masih tergolong surplus, namun secara kelebihan
air jumlahnya (Gambar dan ketersedianya berfluktuasi antara musim hujan dan rnusim kemarau. Depkimpraswil menunjukkan bahwa pada musirn hujan debit air di Cimanuk mencapai 6 0 0 m3/detik tetapi hanya pada
musim kemarau.
I
Gambar I. surplus dan defisit ketersediaan air di sebagian besar wilayah Indonesia (dirnodifikasidari
DAS: Inisiatif pengembangan Data" September 2007
SDA di suatu wilayah juga diakibatkan oleh keragaman kebutuhan air antara satu wilayah dengan yang lainnya. Ketersedian air yang ada digunakan untuk kebutuhan air untuk pertanian (irigasi), domestik, rnunisipal, d a n industri (DMI). Kebutuhan air untuk relatif tidak sepanjang tahun (selama tidak terjadi lonjakan penduduk, industri sedangkan kebutuhan air irigasi dipengaruhi oleh proses budidaya yang mencakup pola pengolahan dan perturnbuh- an yang umumnya relatif tinggi. Di samping itu dinarnika penggunaan lahan juga mempengaruhi tingkat kebutuhan air. Penggunaan air untuk beririgasi membutuh- kan airyanglebih banyakdibandingdengan budidaya lain di lahan kering.
Di sektor pertanian, kebijakan revitalisasi pertanian yang mencanangkan lahan abadi juta ha lahan dan 15 juta ha lahan kering memerlukan dukungan SDA untuk irigasi yang lebih proporsional. Jika kebutuhan air untuk irigasi s e b e s a r
1.65 maka diperlukan air juta juta
Dengan indeks pertanarnan (IP) zoo, diperlukan juta juta ha. Untuk lahan kering, kebutuhan air untuk suatu komoditas tanarnan relatif lebih
Sebagai contoh, untuk mernproduksi kg jagung diperlukan air kurang lebih g o o liter. Dengan produktivitas jagung maka diperlukan air kurang lebih juta
Dibanding dengan kondisi sekarang (yang diperkirakan terdapat 8 juta ha lahan beririgasi), maka ke depan kebutuhan air untuk irigasi khususnya d a n lahan kering akan meningkat. Pendeknya, untuk sentra-sentra produksi pertanian seperti di Jawa, kebutuhan air untuk pertanian besar. Di sarnping itu menghadapi peningkatan jumlah penduduk dan pesatnya perkembangan sektor industri, kebutuhan air juga akan meningkat. Sebagai gambaran, kebutuhan air untuk domestik kurang lebih
kapitalhari. Hal ini tentunya juga menentukan keragarnan status SDA di Indonesia. Jawa yang penduduknya menuntut kebutuhan air untuk domestik yang jauh lebih besardibandingpulau-pulau lainnya.
Pada sisi lain, lndonesia memiliki iklim yang dari satu wilayah ke wilayah lain. Hal ini dicirikan dengan pola hujan yang yang secara umum d a p a t dikategorikan tiga pola hujan (Boererna tipe monsoon yang dicirikan dengan puncak rnusim hujan yang terjadi sekitar Kedua pola ekuatorial yang dicirikan oleh dua puncak musim hujan yaitu sekitar Maret d a n Oktober. Ketiga pola lokal dimana puncak musirn hujan terjadi sekitar bulan
monsoon d a p a t dibagi lagi rnenjadi dua tipe. Tipe pertarna memiliki rnusim kemarau yang lebih lndonesia bagian Timur, Lombok dan d a n lebih kering dari tipe kedua (Jawa, dan Sefatan) sehingga tipe pertarna lebih sering mengalami kekeringan dibandingtipe ke dua. Jadi sebagian besar wilayah ini berada di bagian Selatan wilayah lndonesia sehingga pengaruh sistem musim Australia cukup besar. Wilayah yang memiliki hujan dengan pola lokal umumnya ditemui di wilayah bagian tirnur ekuator (misalnya Maluku) sedangkan pola ekuatorial umumnya ditemui di wilayah bagian tengah dan utara dan musirn kemaraunya tidak begitu t e g a s (Cambarz).
Sistem Air
Wilayah yang memiliki MH yang pendek atau kemarau (MK) yang
umumnya berada di wilayah Indonesia. dan Lombok
Timur memiliki panjang MK dari hari, di wilayah Lombok Utara
260 hari, di wilayah Surnba dan termasuk Probolinggo-Jawa Subang dan
Indramayu-Jawa MK mencapai 250 hari. Daerah dengan MK terpendek
ditemukan di wiiayah dan Jawa dan Selatan.
Gambar 2. hujan di Indonesia (Surnber: Boer dan
Pada sektor pertanian, perbedaan karakteristik dan distribusi
berirnplikasi pada panjang periode dan masa produksi, jenis yang
diusahakan dan persediaan teknologi yang digunakan, keanekaragaman sentra
produksi pertanian, serta keunggulan komparatif wilayah. Keunggulan-keunggulan masing-masing wilayah rnemberikan implikasi perturnbuhan ekonomi baru di
masingwilayah, saling dan rnembuka perdagangan antara daerah.
Secara dinamika dan keragaman iklim berpengaruh terhadap
pengelolaan DAS, terkait dengan penggunaan lahan, pola usahatani, pemanfaatan SDA
untuk berbagai tujuan, upaya konservasi dan penyelamatan dan biodiversitas, serta
berbagai aktivitas masyarakat.
3. SDA dan DAS
Dua aspek penting dalam pengelolaan DAS adalah pengelolaan SDA dan iklim.
Dalam pengelolaan kedua aspek memerlukan dukungan data dan
informasi SDA dan iklim yang rnemadai mencakup ragarn dan distribusi serta kontinyuitas
Prosiding "Sistem pengernbangan Data" September 2007
baik, sehingga pengambilan keputusan dalam pengelolaannya menjadi tidak Pada sisi lain, lembaga-lembaga yang membangkitkan dan mengelola data dan informasi juga belum melakukan koordinasi dan sinkronisasi dengan baik. Pada kondisi dernikian pengguna d a t a dan informasi sering dihadapkan pada kendala baik dalam jumlah, ragarn dan distribusi yang sesuai dengan yang mereka perlukan.
Untuk pengelolaan SDA, potensi dan distribusi SDA perlu diidentifikasi dan sehingga menjadi informasi yang siap digunakan. Sumberdaya air baik dalam bentuk air permukaan (surface water) maupun air bawah permukaan (groundwater) potensi yang d a p a t untuk menunjang pengelolaan DAS. Semakin beragarnnya penggunaan air baik untukirigasi, domestik, munisipal, energi, pariwisata, dan berbagai penggunaan lainnya rnenuntut pernbagian air secara proporsional (proportional watersharing). Airuntuk penggunaan yang berbeda menuntut kualitas dan jumlah yang berbeda. air juga menjadi kekuatan yang merusak dalam bentuk demikian juga jika ketersediaannya langka (kekeringan). Hal ini menuntut sistem peringatan dini (early warning system) yang handal. Untuk kebutuhan
di maka ketersediaan d a t a d a n informasi yang dikernas dalam sistem informasi yang handal akan rnemberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengelolaan DAS.
Sistem
Pengernbangan sistem inforrnasi SDA dan iklim rnemerlukan strategi dan tahapan yang tepat. Sistem informasi SDA dan iklirn akan dimanfaatkan oleh pengguna terutama perencana secara optimal jika pengguna konsep dasar, teknologi, aplikasi, pengernbangan d a n pengelolaannya. Pada 3 kerangka sistern informasi yangdiharapkan d a p a t dipahami oleh pengguna.
4.1. pengembangan
Seperti halnya sistern informasi lainnya, sistem informasi SDA dan iklim dikembangkan dengan rnemperhatikan urgensi dan intensitas pemanfaatan data dan informasi tingkat pemahaman pengguna terhadap sistem informasi tersebut. Data dan informasi dalam sistem basisdata perlu ditampilkan dalam berbagai bentuk yang meliputi d a t a d a n inforrnasi secara tabular, spasial d a n grafis. Data dan informasi diforrnat dalarn bentuk yang dapat diperbaharui (updatable) sehingga pengguna senantiasa terfasilitasi dengan data dan informasi yangterbaru.
Pengembangan sistem informasi SDA dan iklim akan rnarnpu rnendukung pengelolaan DAS jika perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), keahlian (brainware), prosedur d a n atau aturan dapat secara integral untuk mengolah data rnenjadi informasi yang menghasilkan output baik dalam bentuk gambar, suara maupun tulisan yang berrnanfaat guna memecahkan masalah dan pengambilan keputusan dalam pengelolaan DAS.
4.2. Tahap-tahap p e n g e m b a n g a n sistem informasi
Air dan DAS
dan pengukuran potensi SDA dan iklim dan sistem pengiriman data, (2) pengembangan basisdata SDA dan iklim, (3) pengembangan model prediksi potensi SDA dan iklirn, (4) pengernbangan sistem pendukung keputusan, dan implementasi sistem informasi SDA dan iklim untukmendukungpengelolaan DAS.
Pengernbangan jaringan pengamatan dan pengukuran potensi SDA dan iklim dengan stasiun pengamatan hidrologi dan iklirn dalam yang memadai dan distribusi yang representatif disesuaikan dengan pengembangan
tersebut. Untuk penelitian dinamika potensi SDA dan iklim, kerapatan pengamatan dan pengukuran rnenentukan akurasi terutarna untuk pengernbangan model. Untuk prediksi hidrologi dan iklim, distribusi stasiun pengamatan dan pengukuran menjadi aspek penting yang harus diperhatikan. Pada 4 disajikan pengembangan
stasiun iklirn dan hidrologi Pertanian
DAN
Strategi
SI
data
Prosiding "Sistem DAS: pengembangan Data" 5 September 2007
Pengembangan stasiun pengamatan (dan hidrologi) lingkup Pertanian
Sistem pengiriman data rnerupakan aspek penting lain untuk mendapatkan d a t a dan informasi yang rnendekati kondisi di (near real time). Data d a n informasi dari stasiun-stasiun yang tersebardi berbagai wilayah d a p a t dikirim ke data sistem telepon dan Pengiriman telepon masih tergolongsemi otomatis, sedangan dengan sistem pengirirnan secara otomatis d a p a t dibangun
Sistem Air DAS
Basisdata merupakan tahap penting dari pengembangan sistem informasi SDA dan iklim. Data disusun dalam format tabular, grafik maupun spasial (Gambar 6) untuk memberikan alternatif yang lebih luas dalam pemanfaatan data dan informasi. Sistem basisdata perlu distandarisasi agar setiap pengguna dengan dan benar mengakses untuk suatu penggunaan. Untuk pengembangan sistem informasi
lukan basisdata yang telah distandarisasi agar kompatibel dengan sistem jaringan yang telah dibangun baik di tingkat Nasional maupun Provinsi. Untuk lebih memperluas akses terhadap data d a n informasi SDA dan iklim, sistem informasi dapat dikembangkan dalam f o r m a t Web.
Model prediksi iklim dan hidrologi merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari pengembangan sistem informasi SDA dan iklim. Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi, Balai Besar Penelitian d a n Pengembangan Pertanian, Penelitian dan Pengambangan Pertanian telah mengembangkan model prediksi iklim dan yang diintegrasikan dengan sistem informasi yang telah d a n s e d a n g dikembangkan. Model prediksi Filter Kalman digunakan untuk prediksi iklim sedangkan model prediksi hidrologi dengan mengaplikasikan model Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph and a daily discharge model
Model (Hydrogramme Unitaire Universel) telah dikembangan oleh Prof. Jean
Duchesne dari (ENSA) Rennes, Perancis. Model
dikembangkan dari konsep geomorphological instantaneous unit hydrograph (GIUH) oleh Rodriguez-lturbe dan Valdes Model mensimulasikan probability density Junction (PDF) dari waktu air dari daerah tangkapan ke outlet. Ada 2 tipe PDF, yaitu
PDF untuk model jalur aliran (draina (Kartiwa
Prosiding DAS:
Data" 5 September 2007
PDF model jalur aliran, n maksimum order daerah tangkapan, kecepatan aliran pada jalur aliran, panjang jalur aliran, fungsi gamma, dan
menyatakan untuk aliran di dan rerata
di
tangkapan dapat ditetapkan denganformula sebagai berikut :
menyatakan tangkapandan
lndeks untuk kelebihan hujan sebagai input
model :
menyatakan total terukur dengan menggunakan separasi hidrograf (mm), dan
intensitas hujan pada waktu m (mm).
Model merupakan model prediksi debit harian yang sederhana, yang memiliki parameter (Perrin Model ini merupakan bagian dari model kelengasan Model rnerupakan modifikasi akhir dari model
yangdiusulkan dan menunjukkan diagram
Sistem Air dan DAS
Diagram model hubungan dan permukaan
Untuk rnendukung pengambilan keputusan dalam perencanaan d a n sasi pengelolaan DAS, DSS perlu dibangun. Sean d a n Bohanec
mendefinisikan sebagai interaksi tirnbal balik yang diolah melalui sistem komputer dengan rnembantu pengambil keputusan rnenggunakan d a t a d a n model untuk rnengidentifikasi, memecahkan masalah dan keputusan. Sistem ini sudah tahun d a n memiliki dampak yang luas bagi para pengguna untukformulasi keputusan. Model DSS ini oleh sistem d a n pemikiran yang t e r h a d a p suatu permasalahan y a n g terjadi d a n memerlukan keputusan d e n g a n s e g e r a . Dalarn perkernbangannya DSS terkait dengan dan model. Simulasi adalah suatu upaya untuk menirukan beroperasinya suatu fenomena yang rnenggunakan suatu model. Model adalah suatu gambaran suatu fenomena rnenggunakan media yang dapat dikomunikasikan (Tasrif Struktur DSS yang perlu dibangun dalam mendukung pengelolaan DAS disajikan pada Gambar 8. Gambar g adalah contoh tampilan prototipe
peningkatan produksi berdasarkan potensi sumberdaya lahan.
Prosiding "Sistem pengembangan Data" 5 September 2007
Gambar 8.
5.
Dengan bahwa data dan informasi SDA dan iklim terbatas, pengembangan sistem informasi diperlukan. Pembangunan
pengamatan dan pengukuran potensi dan karakteristik SDA dan iklim perlu mendapat prioritas untuk penguatan penyediaan data dan iriformasi. Basisdata SDA dan iklim perlu dibangun untuk penyediaan data secara tepat jenis, t e p a t waktu, tepat sasaran dan t e p a t pemanfaatan. Sistem informasi SDA dan iklim akan mendukung perencanaan dan pengelolaan DAS jika dilengkapi dengan pengembangan sistem pendukung keputusan.
Gambar
g.
Prototipe peningkatan . produksi berdasarkanSumberdaya Air dan
Balitklimat. Pengembangan Decision Support System Hortikultura Nasional
Berdasarkan Potensi Sumberdaya Lahan. Akhir TA
Penelitian Agroklirnat dan Hidrologi. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Surnberdaya Lahan Pertanian. Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bohanec M. What is Decision Support?, Department o f Intelligent systems,
Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia.
Kartiwa B. Modelisation du fonctionnement des basins versants,
application sur des versants de Java e t Sumatra. These de doctorat.
Universite pp.
C. Towards an improvement 'of a lumped rainfall-runoff through a
approach (in french). thesis, Joseph Fourier,
2000.
Rodriguez-lturbe I. J. B., The geomorphologic structure of hydrologic
response. Water Res.
Sean EOM. Decision support systems, Southeast Missouri State University, USA.
Model Simulasi untuk Kebijakan: Pendekatan Metodologi
System Dynamics. Kelornpok Penelitian dan Pengembangan Energi. Teknologi
