Pengembangan Sistem I n f o r m a s i Air
'Peneliti Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi.
Jln. Tentara No A. Cimanggu e-mail: iahri@telkom.net Balai Pengkajian Teknologi Jawa
Abstract
Software of Citarum Water Resources System was developed in research collaboration between IAHRI and This tool consists of database system (biophysics, hydrology, and climate) as well as instantaneous and daily discharge model integrated t o database. The opening menu of t h e information system consists of main menu, daily simulated discharge, instantaneous simulated discharge, and observed data presentation. based map is presented on main menu interactively, shows position of observed discharge station, rainfall, climate and dam; reservoir; administrative boundary; watershed! sub watershed boundary; contour, river, road, irrigation network, and information of various land use change. Daily simulated discharge menu is simulated using mode. This Menu facilitates the discharge simulation for a watershed based on rainfall and evapotranspiration data and t h e parameter model recorded in database system. Instantaneous simulated discharge menu is simulated using the modified model. The model needs t w o types of parameters model determined by topographical and drainage network map analysis and calculation module available in instantaneous discharge menu. Observed data presentation menu consists of t w o windows choices information concerns the watershed and information concerns t h e reservoirs. Watershed information presents discharge data visualization a t t h e outlets, rainfall data, discharge data, discharge climate data.
Citarum, Daily Discharge Model, Instantaneous Discharge Model, Water Resources lnformation System
Makalah ini menyajikan keragaan perangkat Citarum, hasil kerjasama penelitian Balitklimat PJT terdiri dari sistem basisdata (biofisik, hidrologi, iklim] serta software model debit sesaat harian yang terintegrasi dengan basisdata. Menu pembuka SISDA Citarum terdiri dari menu
utama, simulasi debit harian, debit sesaat, serta menu tampilan data pengamatan. Peta berbasis yang ditampilkan pada menu utama bersifat yang dapat menampilkan posisi stasiun pengamatan debit, hujan, iklim bendung; waduk; administratif;
DAS; kontur, sungai, bagi sistem jaringan irigasi wilayah kerja serta informasi perubahan penggunaan lahan. Menu simulasi debit harian dikembangkan berdasarkan aplikasi Model Menu yang memberikan pilihan nama yang akan disimulasi debitnya berdasarkan data masukan nilai parameter model, serta data masukan hujan evapotranspirasi potensial harian dari beberapa pilihan stasiun hujan iklim yang dalam sistem basisdata. Menu simulasi debit sesaat dikembangkan berdasarkan aplikasi Model H2U modifikas. Model ini 2 jenis parameter yang ditetapkan berdasarkan peta topografi peta jaringan serta berdasarkan modul yang telah tersedia dalam menu model simulasi debit sesoat. Menu tampilan data pengamatan terdiri dari dua pilihan windows yaitu informasi terkait daerah aliran sungaidan informasi terkait waduk. lnformasipada DAS meliputi visualisasidata debit pada outlet DAS, data hujan, data debit pada bendungserta data iklim.
Kata Citarum, Model Debit Harian, Model Debit Sesaat, Sistem Informasi SDA
Prosiding "Sistem lnformasi DAS:
Data" 5 September 2007
DAS Citarum memainkan penting dalam kebutuhan air untuk pertanian, aktivitas industri, pembangkit listrik serta kebutuhan domestik di beberapa daerah di Jawa Pemanfaatan DAS Citarum diatur oleh tiga waduk besar, yaitu: Waduk di bagian Waduk Cirata serta Waduk Jatiluhur di bagian hilir.
Beberapa terbaru bahwa telah penurunan produksi air
sungai Citarum, yang dipengaruhi oleh perubahan karakteristik DAS. Perubahan terbesar terjadi akibat fungsi lahan dari lahan pertanian, dan dari lahan pertanian lahan non-pertanian. Selain itu, terjadinya pendangkalan di bagian hilir Citarum, yang disebabkan oleh erosi dan tidak berfungsinya sempadan sungai sesuai peraturan yang berlaku, telah memperparah kondisi DAS Citarum. tahun terakhir, tercatat sedimen DAS Citarum telah mencapai rn3
Rakyat Penurunan debit Citarum disebabkan pula oleh berkurangnya akibat semakin tingginya frekwensi serta intensitas kekeringan akibatfenomena
Mengingat penting Sungai Citarum sebagai pemasok kebutuhan air pada berbagai sektor dan instansi, maka diperlukan suatu bantu pengarnbilan keputusan berupa sistem informasi yang rnemadukan antara basisdata dan prediksi variabel iklim dan hidrologi menjadi sebuah informasi yang guna, dapat diakses secara cepat, akurat, murah dan' dapat diperbaharui Dengan demikian, dapat disusun suatu tindakan pengeiolaan DAS yang tepat, sehingga perrnasalahan penggunaan air Sungai Citarum dapat diantisipasi lebih dini, dan resiko kerusakan yang dapat diminimalkan.
2.
Penelitian dilakukan di wilayah DAS Citarum pada tahun sedangkan data serta dan pelatihan dilakukan di Laboratorium Agrohidrometeorologi Balitklimat Bahan yang digunakan meliputi: peta penggunaan lahan, topografi,
sungai, geologi dan jenis baik dalam format digital maupun dalam bentuk manual; data iklim dan hidrologi; data fisika data debit. Peralatan yang digunakan meliputi: Teodolit, GPS, Terrameter, Curvimeter, planimeter. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan meliputi: ER Mapper 6.0, Arc Map 6.5, Arc View 3.1, Microsoft Visual Basic, serta 6.1. Pengembangan Sistem lnformasi SDA Citarum Citarum) mencakup tiga tahapan yaitu: perancangan sistem, sistem dan desain sistem. Perancangan sistem prototipe database menggunakan
Pengembangan Sistem (System Development Life yang terdiri dari beberapa tahap, yaitu: analisis, desain dan
3.
Sistem lnformasi Air Citarum
Secara operasional, pengembangan Sistem Informasi Sumberdaya Air DAS Citarum meliputi tiga tahap, yaitu: inventarisasi dan karakterisasi data, (2) pengembangan model, dan (3) pengembangan sistem basisdata dan inforrnasi (Gambar 2).
Pengembangan Sumberdaya Air
a. d a n Karakterisasi Data
Kegiatan penyiapan data difokuskan untuk menginventarisasi semua data dan informasi yang berkaitan dengan penelitian pengembangan sistem basisdata dan informasi SDA. Keanekaragaman data, berupa data spasial (image d a n maupun data tabular atau atribut dengan variasi satuan, data, dan selangwaktu pengamatan yang berbeda, merupakan yang harus dicermati agar data d a p a t dan menghasilkan informasi yang akurat. Di dalam sistem informasi, prioritas d a t a yang akan dimasukkan dibatasi untuk parameter dan hidrologi DAS Citarum. Data yang dikumpulkan di dalam t a h a p ini, kemudian dimasukkan ke dalam sistem basisdata. Proses input data yang diterapkan bergantungpada data yangdimiliki.
...
Diagram alir prototipe Air
Oata data
Koreksi data
Update data data Verifikasi
Gambar Diagram alir pengembangan sistem database dan sistem informasi SDA.
Data tabular
Prosiding "Sistem
Data" 5 September 2007
(i) login data sekunder masukan
3. Window untuk entri berbagai jenis data
,
(2) Data spasial vektor
Data spasial dalam bentuk vektor, seperti administrasi, sungai, kontur, dimasukkan ke sistem proses digitasi. Di dalam tahapan digitasi dilakukan proses editing yang tujuannya adalah melakukan pengecekan dan perbaikan, terjadi kesalahan-kesalahan dalam proses digitasi, agar diperoleh suatu bentuk akhir sesuai dengan yang diinginkan. Untuk DAS Citarum, telah dilakukan digitasi data spasial mencakup lima informasi spasial. Pada t a h a p
keseluruhan lembar peta digitasi akan digabung dalam s a t u mosaik, sehingga akan menampilkan secara utuh keseluruhan DAS Citarum.
pilihan data masukan
(3) Data imageatau raster
Data spasial dalam bentuk image, seperti distribusi penggunaan lahan, berasal dari
citra diawali dengan yang
akan digunakan. citra dianalisis, data mengalami beberapa proses seperti geocoding (penentuan posisi geografis) dan mosaicing (penggabungan beberapa citra). Pada t a h a p enhancement, citra dianalisis sesuai dengan pengguna. tersebut, d a p a t berupa klasifikasi jenis lahan ataupun mengidentifikasi wilayah kekeringan, d a n sebagainya. Output citra ini dapat
kan dengan sumber data lain, misalnya data tematik dalam bentuk vektorataupun dengan data yang akhirnya d a p a t disimpan sebagai file ataupun dalam bentuk hardcopy sesuai kebutuhan pengguna.
Air DAS
Citra beberapa tahun, tahun dan dapat dianalisa untuk melihat perubahan atau konversi lahan selama periode tersebut. Perubahan yang dicermati, perubahan yang mempengaruhi lahan
rnisalnya perubahan dari tegalan atau dari ke pemukiman, karena perubahan ini mempengaruhi dan produksi padinya. Untuk mendukung citra telah dilakukan pengamatan yang bertujuan untuk mengecek kebenaran penggunaan lahan suatu dengan menggunakan GPS.
(4) Citra
Citra dianalisa untuk melihat perubahan penutupan lahan (land cover) dan penggunaannya (land use) sekitar tahun terakhir. Data yang diperoleh dari USA adalah citra 7 ETM. Untuk perubahan penggunaan lahan di DAS Citarum, dibutuhkan 4 scenes citra 7 untuk setiap pemotretan. Kelas klasifikasi penggunaan lahan secara dibagi tujuh kelornpok besar. citra divalidasi dengan menggunakan Peta Penggunaan Lahan Jawa tahun klasifikasi penggunaan lahan DAS Citarum, meliputi: tubuh
air, tegalan, perkebunan dan 4).
Jawa 1997
I I Lahan 20M
penggunaan lahan Jawa berdasarkan citra
TM dan
Penggabungan ketiga bentuk jenis data (tabular, vektor, dalam sistem, dilakukan proses programming. Pada tahap ini semua informasi harus terintegrasi, sehingga memberikan kemudahan bagi pengguna untuk menampilkan data ataupun untuk melakukan dan interpretasi. data terkumpul di dalam basisdata, pengolahan data (model subsistem) agar diperoleh informasi, yang dalam ini dengan DAS Citarum.
"Sistem
Data" 5 September 2007
3.2. Citarum
a. Menu Utama
utama Sistem lnformasi PJT menampilkan informasi karakteristik biofisik Citarum Pada menu ini dapat ditampilkan peta dasar
berbasis SIC, karakteristik fisiografi serta informasi perubahan
lahan. Peta berbasis yang ditampilkan pada menu utarna bersifat interaktif, yang dapat menampilkan posisi stasiun pengamatan debit, hujan, iklim dan bendung;
waduk; administratif; sungai, serta bagi
irigasi wilayah kerja PJT lnformasi karakteristik fisiografi (geometri dan luas dan DAS, total jaringan sungai, lndeks (indeks yang menunjukkan bentuk DAS, berarti bentuk DAS adalah -
1.2 bentuk DAS persegi, 1.8 bentuk DAS memanjang), persegi
serta kerapatan karakteristikfisiografi setiap akan saat pengguna memilih poligon yang merepresentasikan suatu pada tampilan peta berbasis di menu Utama
Sistem dapat menampilkan informasi luas, dan repartisisi penutupan lahan pada Menu Utama, yang dapat disajikan saat piiihan tahun lahan diaktifkan dan pengguna memilih poligon yang dimaksud. Gambar tampilan visualisasi lahan dari poligon DAS yang diaktifkan, sedangkan 6b tampilan visualisasi perubahan
lahan dari poligon yangdiaktifkan.
Gambar 5. Menu Utama Sistem lnformasi Sumberdaya Air Citarum
Air
Gambar 6a. Visualisasi jenis lahan dari diaktifkan
Gambar 6b. visualisasi perubahan lahan dari poligon DAS yang diaktifkan.
Menu Debit Harian
DAS: pengembangan Data" September 2007
Kapasitas maksimum produksi (maximum capacity of t h e production store)
Koefisien tukar air (water exchange coefficient)
X,; Kapasitas maximum pengalihan (maximum capacity of t h e routing store) (mm)
dasar hidrograf satuan (time base of unit (hari).
Menu yang disajikan memberikan pilihan nama yang akan disimulasi debitnya berdasarkan data masukan nilai parameter model, data masukan hujan dan evapotranpirasi potensiai harian dari beberapa pilihan stasiun hujan dan yang tersimpan dalam sistem basisdata. parameter simulasi dihitung berdasarkan prosedur kalibrasi model untuk yang telah atau pernah memiliki stasiun pengukuran debit harian. Sedangkan untuk DAS yang tidak memiliki stasiun pengukuran debit, parameter simulasi yang digunakan mengacu pada DAS yang diasumsikan memiliki biofisik yang hampir sama. Gambar menampilkan menu simulasi debit harian.
7. Menu Debit Sistem Surnberdaya Air
c. . Debit
Menu simulasi debit sesaat dikembangkan berdasarkan aplikasi Model H2U modifikasi (Kartiwa 2004). Model ini membutuhkan 2 jenis parameteryaitu parameterfungsi transfer dan parameter fungsi produksi. Penentuan parameter fungsi transfer dapat ditetapkan berdasarkan peta topografi dan peta jaringan hidrografik dan studi literatur, sedangkan penentuan parameter fungsi produksi dilakukan berdasarkan modul perhitungan yang telah tersedia dalam menu model simulasi debit sesaat. Parameter fungsi transfer yang dibutuhkan mencakup nilai dan nilai maksimum panjang alur hidrolik pada jaringan hidrografik (drainage network) dan pada lereng (hillslope), orde sungai maksimum, serta kecepatan aliran rata-rata pada jaringan hidrografik dan pada lereng. Penentuan kecepatan aliran dapat dilakukan berdasarkan uji error maupun berdasarkan studi literatur.
Sumberdaya Air DAS
Karakteristik parameter fungsi alihan DAS di SWS Citarum
Ket: Luas (km2
), lo Panjang alur hidrolik rata-rata pada lereng (m), L Panjang alur hidrolik rata-rata pada Jaringan Hidrografik (m), lo max Panjang alur hidrolik maksimum pada lereng (m), Panjang alur hidrolik maksimum pada Jaringan
n Orde Sungai
Gambar 8. Menu Debit Sesaat Sistem lnformasi Sumberdaya Air
Parameter fungsi produksi dihitung berdasarkan aplikasi konsep koefisien aliran permukaan (KR). Koefisien aliran permukaan menunjukkan rasio antara total volume aliran permukaan dengan total volume hujan untuk sebuah episode hujan. Perkalian antara KR
dengan intensitas hujan akan menghasilkan intensitas hujan yang selanjutnya dalam s u b model fungsi transfer, intensitas hujan n e t o akan menjadi hidrograf debit simulasi 8). Dalam menu simulasi debit sesaat, penentuan koefisien aliran dilaku-kan berdasarkan beberapa pilihan metodologi meliputi CEMAGREF,
"Sistem Informasi pengembangan Data" September 2007
a. CEMAGREF
I
b. OEM
Pilihan metodologi penentuan nilai koefisien aliran permukaan dalam Menu Simulasi Debit Sesaat
c.
d. Data
d.
Menu tampilan data pengamatan terdiri dari 3 pilihan windows yaitu informasi terkait DAS, informasi terkait waduk serta informasi kualitas air. lnformasi pada DAS meliputi visualisasi data debit pada outlet DAS, data data debit pada bendung serta data Informasi-informasi dapat ditampilkan dalam interval harian,
maupun menitan). Data dapat ditampilkan baik berupa maupun grafik. Informasi pada waduk meliputi visualisasi posisi waduk di Citarum yaitu Juanda, Saguling dan serta data tinggi muka air masing-masing waduk dalam interval harian. Data dapat ditampilkan baik dalam bentuk maupun grafik. Sedangkan informasi kualitas air menampiikan data bulanan parameter kualitas air pada beberapa titik pengamatan. Parameter kualitas air yang ditampilkan meliputi BOD, COD, Kekeruhan dan TDS (Gambario).
Sistem lnformasi Sumberdaya Air (SISDA) Citarum memiliki basisdata dengan sistem entri data yang dan terkoneksi dalam suatu sistem jaringan (local area network). Dengan demikian pembaruan data dapat dilakukan setiap saat secara rnudah dan tidak akan memungkinkan terjadinya tumpang tindih entri data. Hal ini memungkinkan ditampilkannya informasi hidrologi Citarum terkini dengan tingkat akurasi memadai sehingga dapat menjadi informasi yang bermanfaat bagi pengguna (user).
Air
Agar penyusunan Citarurn dapat rnencapai sasaran, rnaka diperlukan dari para pernangku kepentingan lingkup DAS Citarurn.
a. Data Debit Pengamatan b. Data Hujan Pengamatan
c. Data Debit d. Data
I
e. Data TMA Waduk d. Data Air
Gambar lo. Menu tampilan data pengamatan debit, bendung, iklim, dan kualitas air
B. Modelisation du fonctionnement hydrologique d e s basins versants, application sur d e s versants d e Java et Sumatra. These d e doctorat.
Universite pp.
DAS: pengembangan
Data" September 2007
Musy A. Hydrologie generale. Course Section e t ESPL.
Lausanne.
Nash JE, JV Sutcliffe. River flow forecasting through conceptual models, a discussion of principles. J. Hydrol.
Rakyat. Sakit Siapa Peduli?
Perrin C. Towards a n improvement of a lumped rainfall-runoff model through a comparative approach (in french). thesis, Joseph Fourier, Grenoble.
Rodriguez-lturbe I. e t J. B., The geomorphologic structure of hydrologic response. Water :
Sherman LK. Streamflow from rainfall by t h e unit hydrograph method. Eng. News-Record,
Soil Conservation Service. National Engineering Handbook : Section Hydrology. ed., US Departement of Agriculture, Washington.
AN. Hypsometric analysis of erosional topography. Bull. Geol. Am., 63,
