9 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Landasan Teori
1. Daerah Aliran Sungai (DAS)
a. Ekosistem Daerah Aliran Sungai
Daerah Aliran Sungai yang selanjutnya disebut DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak- anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan (PP No. 37 tahun 2012). Nama sebuah DAS ditandai dengan nama sungai yang bersangkutan dan dibatasi oleh titik kontrol, yang umumnya merupakan stasiun hidrometri. Berdasarkan hal tersebut berarti sebuah DAS dapat merupakan bagian dari DAS lain.
DAS merupakan suatu ekosistem yang kompleks karena meliputi faktor abiotik (fisik), biotik, dan culture (manusia). Setiap faktor di dalamnya saling berinteraksi, peranan tiap-tiap komponen dan hubungan antar komponen sangat menentukan kualitas ekosistem DAS. Jika salah satu komponen ekosistem terganggu, maka akan dirasakan oleh komponen lainnya dengan sifat dampak berantai (Saifudin, 2017). Untuk mempelajari ekosistem DAS yang begitu luas, biasanya dibagi menjadi tiga bagian yaitu daerah hulu, tengah, dan hilir. Secara biogeofisik, daerah hulu DAS memiliki ciri yaitu merupakan daerah konservasi, mempunyai kerapatan drainase lebih tinggi, merupakan daerah dengan kemiringan lereng besar (≥15%), bukan merupakan daerah banjir, pengaturan pemakaian air ditentukan oleh pola drainase dan jenis vegetasi umumnya merupakan tegakan hutan. Sementara daerah hilir DAS dicirikan sebagai daerah pemanfaatan, kerapatan drainase lebih kecil, merupakan daerah dengan kemiringan lereng kecil sampai dengan sangat kecil
(≤ 8%), pada beberapa tempat merupakan daerah banjir (genangan), pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi dan jenis vegetasi didominasi tanaman pertanian kecuali daerah estuaria yang didominasi hutan mangrove atau gambut. Pada daerah DAS bagian tengah merupakan daerah transisi daerah dari kedua karakteristik biogeofisik DAS yang berbeda antara hulu dan hilirnya (Asdak, 2010).
Ekosistem DAS hulu merupakan bagian penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap seluruh bagian DAS khususnya perlindungan fungsi tata air. Aktifitas perubahan bentang lahan di daerah hulu DAS termasuk perubahan tata guna lahan dan/atau pembuatan bangunan konservasi tidak hanya akan memberikan dampak pada daerah hulu saja, tetapi juga akan menimbulkan dampak di daerah tengah dan hilir DAS dalam bentuk perubahan kuantitas (fluktuasi debit) dan kualitas air (muatan sedimen serta material terlarut) dalam sistem aliran air lainnya. Adanya keterkaitan antara daerah dan hilir DAS tersebut menjadi penting dalam melakukan perencanaan pengelolaan DAS secara terpadu dan berkelanjutan (Asdak, 2010).
b. DAS Sebagai Suatu Sistem Hidrologi
DAS sebagai suatu sistem hidrologi memiliki arti bahwa di dalam DAS terdapat masukan (input), proses (process), dan keluaran (output). DAS menerima masukan berupa air hujan yang menjadi sumber air utama dalam DAS, yang selanjutnya mengalami proses penguapan (evaporasi dan transpirasi) dan peresapan (infiltrasi), dan akhirnya menghasilkan keluaran berupa limpasan (run off) beserta sedimen dan unsur hara (Suprayogi et al., 2013).
DAS sebagai sistem hidrologi mempunyai karaktersitik yang spesifik serta berkaitan dengan unsur utamanya seperti jenis tanah, topografi, kemiringan, panjang lereng, dan tata guna lahan, Karakteristik biofisik DAS dalam merespon curah hujan yang jatuh di wilayah DAS dapat memberikan pengaruh terhadap evapotranspirasi, infiltrasi, perkolasi, air larian, air permukaan, kandungan air tanah, dan aliran sungai. Diantara faktor tersebut,
tata guna lahan, kemiringan, dan panjang lereng yang dapat direkayasa oleh manusia sehingga dapat memberikan intervensi terhadap sistem hidrologi dalam DAS (Asdak, 2010).
Peranan vegetasi juga tidak kalah penting dalam sistem hidrologi.
Vegetasi dapat merubah sifat fisika dan kimia tanah dalam hubungannya dengan air, mempengaruhi kondisi permukaan tanah, dan mempengaruhi besar kecilnya aliran air permukaan (Asdak, 2010). Vegetasi penutup dan tipe penggunaan lahan akan kuat mempengaruhi aliran sungai, sehingga adanya perubahan penggunaan lahan akan berdampak pada aliran sungai. Oleh karena itu, seluruh komponen dalam DAS memiliki peranan yang saling mempengaruhi satu sama lain. Apabila fungsi dari komponen utama penyusun DAS terganggu, maka asistem hidrologi akan terganggu. Indikator kerusakan DAS dapat dilihat dari perubahan sistem hidrologi, seperti tingginya frekuensi kejadian banjir (puncak aliran) dan meningkatnya proses erosi dan sedimentasi serta menurunnya kualitas air (Mawardi, 2010).
2. Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan (landuse) merupakan setiap bentuk campur tangan manusia terhadap sumberdaya lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya, baik secara material maupun kejiwaan (spiritual) atau kedua-duanya (Vink, 1975 dalam Sitorus, 2016). Perubahan penggunaan lahan diartikan sebagai suatu proses perubahan dari penggunaan lahan sebelumnya ke penggunaan lahan lain yang dapat bersifat permanen maupun sementara.
Perubahan penggunan lahan di suatu wilayah merupakan upaya manusia dalam memanfaatkan dan mengelola sumberdaya lahan yang memiliki potensi berdampak terhadap manusia dan kondisi lingkungannya akibat dari perubahan tersebut (Verburg et al., 1999 dalam Astuti, 2016).
Menurut Arsyad (2010), penggunaan lahan secara umum dapat dikelompokkan ke dalam 2 golongan yaitu penggunaan lahan pertanian dan penggunaan lahan bukan pertanian. Penggunaan lahan pertanian dibedakan berdasarkan penyediaan air dan jenis komoditas yang dimanfaatkan seperti
tegalan (pertanian lahan kering), sawah, kebun, padang rumput, hutan produksi, hutan lindung, dan lain sebagainya, sedangkan penggunaan lahan bukan pertanian dapat dibedakan ke dalam lahan kota atau desa (permukiman), industri, rekreasi, pertambangan, dan sebagainya.
Dalam analisis tata guna lahan dan perubahan tutupan lahan, perlu dilakukan konsepsi tentang arti perubahan untuk mendeteksinya dalam situasi di lapangan. Pada tingkat yang sangat dasar, penggunaan lahan dan perubahan tutupan lahan berarti (kuantitatif) perubahan luas areal (peningkatan atau penurunan) dari suatu jenis penggunaan atau tutupan lahan tertentu. Hal yang perlu dicatat bahwa deteksi dan pengukuran perubahan tergantung pada skala spasial, semakin tinggi tingkat kerincian spasialnya, maka semakin besar perubahan luasan areal lahan pemanfaatan dan tutupan lahan yang dapat dideteksi dan dicatat. Namun, baik dalam hal tutupan lahan maupun penggunaan lahan, makna dan konseptualisasi perubahan jauh lebih luas. Konversi tutupan lahan melibatkan perubahan dari satu jenis tutupan ke jenis lainnya. Modifikasi tutupan lahan melibatkan perubahan struktur atau berfungsi tanpa perubahan besar-besaran dari satu jenis ke jenis lainnya; itu bisa melibatkan perubahan produktivitas, biomassa, atau fenologi (Briassoulis, 2020).
Perubahan penggunaan lahan disebabkan oleh faktor bio-fisik dan faktor sosial ekonomi. Faktor biofisik meliputi karakteristik dan proses lingkungan alam seperti cuaca dan variasi iklim, bentuk lahan, topografi, dan proses geomorfik, letusan gunung berapi, suksesi tanaman, jenis dan proses tanah, pola drainase, dan ketersediaan sumber daya alam. Namun, Sebagian besar perubahan penggunaan lahan saat ini lebih disebabkan oleh faktor sosial ekonomi yang terdiri dari faktor-faktor dan proses demografis, sosial, ekonomi, politik dan kelembagaan (Briassoulis, 2020). Faktor sosial ekonomi tersebut sangat berkaitan dengan kebutuhan sumber daya lahan. Secara garis besar proses perubahan penggunaan lahan dibagi menjadi 3 kelompok utama yaitu (1) deforestasi (hutan ke non hutan) baik ke arah pertanian maupun ke non pertanian,
(2) konversi lahan pertanian ke non pertanian dan (3) penelantaran lahan (Widyaningsih, 2008).
Perubahan penggunaan lahan yang terjadi berdampak pada lingkungan, sosial, dan ekonomi. Dari segi lingkungan, perubahan penggunaan lahan menyebabkan luasan tutupan vegetasi menjadi semakin kecil, sehingga lahan yang ada tidak dapat lagi berfungsi sebagai sub sistem perlindungan dalam sistem DAS secara keseluruhan. Menurut Suprayogi et al (2013), penutupan lahan oleh vegetasi dengan segala bentuknya dapat mempengaruhi aliran air. Vegetasi penutup lahan tersebut dapat berupa hutan primer (alami), hutan sekunder (regenerasi alami atau dibudidayakan), pohon peneduh atau tanaman pagar, ataupun pohon monokultur (hutan tanaman industri). Keberadaan vegetasi sebagai penutup lahan tersebut sangat mempengaruhi proses aliran air.
Kehilangan vegetasi penutup lahan akan mengancam keberadaan sumberdaya air karena sebagian besar hujan yang jatuh akan menjadi aliran permukaan sehingga di musim hujan akan menyebabkan banjir dan tanah longsor sedangkan di musim kemarau menyebabkan kekeringan (Suprayogi et al., 2013).
Selain dampak lingkungan, dampak sosial ekonomi dari perubahan penggunaan lahan juga tidak kalah signifikan dan menimbulkan kekhawatiran serius di semua tingkat spasial. Dampak sosial ekonomi dalam skala menyangkut masalah ketahanan pangan, kelangkaan air, perpindahan penduduk, masalah keamanan manusia dan kerentanan terhadap bahaya alam dan teknologi.
Masalah ketahanan pangan dan kelangkaan air dapat muncul akibat dari pengurangan luas lahan pertanian dan penurunan persediaan air yang tersedia sebagai akibat dari erosi tanah, degradasi lahan, penggurunan, industrialisasi, urbanisasi, suburbanisasi, dan pengelolaan sumber daya lingkungan yang buruk.
Perpindahan penduduk menjadi masalah lain yang sedang diselidiki untuk mengidentifikasi potensi kerusakan lingkungan akibat perpindahan penduduk dari daerah yang mengalami tekanan lingkungan. Terakhir, keamanan dan kerentanan manusia adalah istilah kolektif yang digunakan untuk menunjukkan
semua faktor yang mungkin timbul ancaman terhadap kesehatan, kesejahteraan dan kesejahteraan manusia di wilayah geografis tertentu (Briassoulis 2020).
3. Kualitas Air
a. Definisi dan Parameter Kualitas Air
Air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang banyak sehingga perlu dilindungi agar dapat tetap bermanfaat bagi hidup dan kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Kualitas air adalah kondisi kualitatif air yang diukur dan atau di uji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku (Pasal 1 keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 115 tahun 2003).
Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air untuk digunakan dalam rangka memenuhi kebutuhan manusia seperti untuk minum, mandi, mencuci, mengairi tanaman, dan sebagainya. Kualitas air ditentukan oleh kandungan sedimen tersuspensi dan bahan kimia yang terlarut dalam air tersebut (Arsyad, 2010). Kualitas air dalam hal ini dapat dinyatakan dengan parameter yang menggambarkan kualitas air tersebut yang meliputi parameter fisika, kimia dan biologi (Asdak, 2010). Parameter fisika menggambarkan kondisi fisik air atau keberadaan bahan atau partikel yang dapat diamati secara kasat mata seperti kekeruhan, partikel/padatan terlarut, warna, rasa, bau, suhu, dan sebagainya. Parameter kimia menyatakan unsur/senyawa kimia yang terkandung di dalam air, seperti oksigen terlarut (DO), bahan organik (BOD, COD, TOC), mineral atau logam, derajat keasaman, nutrient/hara, kesadahan, dan sebagainya. Parameter biologi menyatakan kandungan mikroorganisme dalam air, seperti bakteri dan mikroba pathogen lainnya (Satriawan, 2010).
Parameter kualitas air dalam PP 82 Tahun 2001 sebanyak 47 parameter.
Diantara sekian banyak parameter tersebut, terdapat beberapa parameter kunci yang digunakan dalam perhitungan kualitas air nasional yaitu:
1) Residu Tersuspensi/ Total Suspended Solid (TSS)
TSS merupakan semua zat padat atau partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komponen hidup (biotik) seperti fitoplankton, zooplankton, bakteri, fungi, ataupun komponen mati (abiotik) dan partikel-partikel anorganik (Arief et al., 2016). TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad renik yang disebabkan oleh erosi atau kikisan tanah yang terbawa ke badan air. TSS memiliki korelasi positif dengan tingkat kekeruhan. Semakin tinggi nilai TSS, maka nilai kekeruhan juga semakin tinggi (Effendi, 2003).
2) Padatan Terlarut/ Total Dissolved Solid (TDS)
TDS adalah padatan-padatan yang berukuran <10-3mm atau lebih kecil dari padatan tersuspensi (TSS). TDS biasanya disebabkan oleh bahan anorganik yang berupa ion-ion yang biasa ditemukan diperairan seperti sodium, kalsium, magnesium, bikarbonat, sulfat, kalium, besi, dan lain sebagainya (Effendi, 2003).
Bahan-bahan terlarut pada perairan alami tidak bersifat toksik, tetapi jika jumlahnya berlebihan dapat meningkatkan kekeruhan. Hal tersebut akan menghambat penetrasi cahaya matahari ke dalam air sehingga berpengaruh terhadap proses fotosintesis tumbuhan di perairan. Kadar TDS yang tinggi dapat mencemari badan air sehingga dapat mematikan kehidupan aquatik dan memiliki efek samping yang kurang baik pada kesehatan manusia karena mengandung bahan kimia dengan konsentrasi yang tinggi (Kustiyaningsih & Irawanto, 2020).
3) Oksigen Terlarut/ Dissolved Oxygen (DO)
Oksigen terlarut (DO) adalah jumlah oksigen yang terkandung di dalam air. Badan air menerima oksigen dari atmosfer dan dari vegetasi air.
Air mengalir (sungai) melarutkan lebih banyak oksigen daripada air yang diam seperti kolam atau danau. Oksigen terlarut dalam air sangat penting bagi kehidupan organisme perairan. Ketika tingkat DO turun, beberapa hewan sensitif dapat bergerak menjauh, tetapi hewan yang hidup menetap
mengalami stress atau bahkan mati. Rendahnya kadar oksigen (hipoksia) atau tidak ada kadar oksigen (anoxia) dapat terjadi ketika perairan kelebihan bahan organik yang terurai oleh mikroorganisme. Selama proses dekomposisi ini, DO dalam air dikonsumsi sehingga kadar oksigen menurun (EPA, 2017).
DO dianggap sebagai ukuran penting kualitas air karena merupakan indikator langsung dari kemampuan sumber daya air untuk mendukung kehidupan air (EPA, 2017). Oksigen mempunyai peranan penting sebagai indikator kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Terjadinya proses oksidasi dan reduksi dalam perairan menjadikan DO memiliki peranan penting untuk membantu mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun dengan perlakuan aerobik untuk memurnikan air buangan limbah (Salmin, 2005). Dalam beberapa badan air, tingkat DO berfluktuasi secara berkala, musiman dan bahkan sebagai bagian dari ekologi sehari-hari alami dari sumber daya air (EPA, 2017).
4) Kebutuhan Oksigen Biokimia/ Biochemical Oxygen Demand (BOD) BOD merupakan gambaran kadar bahan organik yaitu jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme aerob untuk mengoksidasi bahan organik menjadi karbondioksida dan air (Effendi, 2003). BOD adalah angka indeks oksigen yang diperlukan oleh bahan pencemar yang dapat teruraikan (biodegradable pollutant) di dalam suatu sistem perairan selama prosese dekomposisi secara aerobic berlangsung (Asdak, 2010).
Parameter BOD merupakan salah satu parameter penting yang digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran air. Penentuan besarnya nilai BOD dilakukan dengan cara melakukan analisis laboratorium pada sampel air yang diinkubasi selama ± 5 hari. Secara umum, nilai BOD yang tinggi menunjukkan konsentrasi bahan organik yang tinggi di dalam perairan yang dianalisis (Asdak, 2010).
5) Kebutuhan oksigen kimiawi/Chemical Oxygen Demand (COD)
COD merupakan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologis (biodegradable) maupun yang sulit didegrdasi secara biologis (nonbiodegradable) menjadi CO2 dan H2O. Pengukuran COD cocok dilakukan pada perairan yang memiliki bahan organic yang resisten terhadap degradasi biologis atau memiliki kandungan toksik (Effendi, 2003).
Tingginya nilai COD di perairan akan memberikan dampak pada manusia dan lingkungan, diantaranya adalah banyaknya biota air yang mati karena konsentrasi oksigen terlarut dalam air terlalu sedikit dan semakin sulitnya mendapatkan air sungai yang memenuhi kriteria sebagai bahan baku air minum (Lumaela et al., 2013). Kadar maksimum COD yang diperkenankan untuk air minum dan untuk menopang kehidupan organisme akuatik serta untuk keperluan irigasi dan perikanan berkisar 10 - 100 mg/liter (PP Nomor 82 Tahun 2001).
6) Total Phospat (P)
Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan yang sangat mempengaruhi tingkat produktifitas perairan.
Fosfor total menggambarkan jumlah total fosfor yang berupa partikulat dan terlarut, baik organik maupun anorganik (Effendi, 2003). Fosfat terdapat dalam air alami atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat dan fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme dalam air.
Sumber alami fosfor diperairan berasal dari pelapukan batuan mineral dan dekomposisi bahan organik. Selain itu, sumber fosfor di perairan berasal dari aktifitas antropogenik seperti limbah industri, limbah domestic (khususnya limbah detergen), dan limpasan dari kegiatan pertanian yang menggunakan pupuk memberikan kontribus yang cukup besar bagi keberadaan fosfor di perairan (Effendi, 2003).
Keberadaan senyawa fosfat dalam air sangat berpengaruh terhadap keseimbangan ekosistem perairan. Bila kadar fosfat dalam perairan rendah maka pertumbuhan organisme atau tumbuhan air akan terhambat, sedangkan bila kadar fosfat dalam perairan tinggi maka pertumbuhan organisme atau tumbuhan air menjadi tidak terbatas (blooming) sehingga mengganggu kelestarian ekosistem perairan (Sutamihardja et al., 2018).
7) Derajat Keasaman/ pH
pH adalah salah satu parameter terpenting kualitas air. pH didefinisikan sebagai logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen. pH air adalah ukuran dari seberapa asam / basa air. Air asam mengandung ion hidrogen ekstra (H +) dan air basa mengandung ion hidroksil (OH−) ekstra (Omer, 2019).
pH air biasanya dimanfaatkan untuk menentukan indeks pencemaran air dengan melihat tingkat keasaman (oksidasi sulfur dan nitrogen) dan kebasaan (oksidasi kalsium dan magnesium) pada air yang dianalisis. Pada aliran air sungai alamiah, pembentukan pH dalam aliran air ditentukan oleh reaksi karbndioksida. Kisaran angka pH dalam suatu perairan dapat dijadikan indikator keseimbangan unsur-unsur kimia dan dapat mempengaruhi ketersedian unsur-unsur kimia dan unsur hara yang bermanfaat bagi ekosistem perairan (Asdak, 2010).
8) Bakteri Fecal Coliform
Bakteri Fecal Coliform merupakan anggota bakteri coliform yang mampu memfermentasi laktosa pada suhu 44,5o C. Dalam tinja manusia diperkirakan sekitar 97% merupakan bakteri fecal coliform, terutama dari jenis Escherichia coli dan beberapa spesies Klebsiella (Effendi, 2003).
Bakteri Fecal Coliform umumnya digunakan sebagai indikator pencemaran yang berasal dari limbah domestik/ rumah tangga. Angka konsentrasi Fecal Coliform dalam suatu perairan yang dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia apabila dikonsumsi adalah lebih besar dari 200 MPN/100 ml (Asdak, 2010).
b. Klasifikasi Kualitas Air.
Klasifikasi mutu air adalah pengelompokan air sungai ke dalam kelas air berdasarkan mutu air. Dalam Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas yaitu:
(1)Kelas satu: air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
(2)Kelas dua: air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
(3)Kelas tiga: air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
(4)Kelas empat: air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
c. Pencemaran Air
Pencemaran air terjadi akibat masuknya bahan pencemar (polutan) yang dapat berupa gas, bahan-bahan terlarut, dan partikulat. Pencemar memasuki badan air dengan berbagai cara, misalnya melalui tanah, udara, limpasan (run off) pertanian, limbah domestik, limbah industri, dan lain-lain (Effendi, 2003).
Pencemaran air diindikasikan dengan turunnya kualitas air sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Baku mutu air yang ditetapkan dan berfungsi sebagai tolok ukur untuk menentukan telah terjadinya pencemaran air, juga merupakan arahan tentang tingkat kualitas air yang akan dicapai atau dipertahankan (PP 82 Tahun 2001).
1) Sumber Pencemar
Sumber pencemar perairan terbagi menjadi dua yaitu sumber yang berasal dari lokasi tertentu (point sources) dan sumber yang berasal dari lokasi tak tentu atau tersebar (non-point sources/ diffuse sources) (Effendi, 2003). Sumber Point Source (PS) disebut juga sebagai polusi ujung pipa (end of pipe pollution) dan termasuk sumber yang biasanya mudah diidentifikasi dan sangat terlokalisasi, seperti pipa atau gorong-gorong dari industri atau instalasi pengolahan air limbah (IPAL) yang menyalurkan limbah ke badan air. Sedangkan sumber Non-Point Source (NPS) berasal dari satu atau lebih sumber yang tersebar sehingga membutuhkan waktu untuk diidentifikasi. Sumbernya adalah air hujan yang bergerak di atas atau melalui lanskap sebagai limpasan air. Saat berinteraksi dengan lanskap, air tersebut akan mengambil polutan, yang akhirnya terbuang ke badan air (danau, sungai, laut) atau bahkan air tanah. Oleh karena sifatnya yang menyebar, polutan NPS jauh lebih sulit untuk dikendalikan dan direminasi daripada polutan PS (Wilhelm, 2009).
2) Beban Pencemaran Air
Beban pencemaran air adalah jumlah suatu unsur pencemar yang terkandung dalam air atau air limbah (PP 82 Tahun 2001). Besarnya beban pencemaran air dipengaruhi oleh debit air dan konsentrasi masing-masing unsur pencemaran dalam air. Unsur pencemaran air dapat dipengaruhi oleh aktifitas antropogenik seperti pertanian, pemukiman, dan industri serta aktifitas penggunaan lahan lainnya.
Dalam kajian Daya Tampung dan Alokasi Beban Pencemaran Sungai Citarum oleh Direktorat Jenderal Pengendalian Pencemaran dan Kerusakan Lingkungan Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, melakukan dua pendekatan untuk menghitung beban pencemaran yaitu metode perhitungan langsung dan perhitungan tidak langsung. Metode perhitungan langsung menggunakan data kadar dan debit air limbah hasil pengukuran di lapangan. Beban pencemar yang dapat dihitung dengan
metode langsung ini adalah beban pencemar yang berasal dari sumber point source seperti industri, hotel, rumah sakit serta domestik yang memiliki IPAL. Sedangkan metode perhitungan tidak langsung menggunakan faktor emisi atau faktor effluent untuk memperkirakan beban pencemar dari sumber pencemaran yang sulit diukur kualitas dan kuantitasnya secara langsung. Umumnya digunakan untuk memperkirakan besarnya beban pencemar nonpoint source dari penggunaan lahan misalnya pertanian (sawah dan perkebunan), hutan dan lahan terbangun (built-up area) serta dari industri, hotel, rumah sakit serta domestik yang tidak memiliki IPAL.
d. Kualitas Air Sungai pada Berbagai Tipe Penutupan Lahan
Kualitas air sungai dipengaruhi oleh tipe penggunaan lahan atau penutupan lahan yang ada. Hasil penelitian Supangat (2008) menunjukkan bahwa semakin kecil tutupan hutan dengan semakin beragamnya jenis penggunaan lahan dapat menyebabkan kualitas air sungai menurun, terutama akibat adanya aktivitas pertanian dan pemukiman. Hal tersebut menunjukkan bahwa kualitas air pada tiap penutupan lahan atau penggunaan lahan berbeda.
1) Hutan
Hasil penelitian Abidin et al. (2019) menunjukkan bahwa lokasi yang memiliki penutupan lahan berupa hutan sekunder memiliki tingkat TSS dan kekeruhan lebih rendah dibandingkan dengan lokasi yang tidak berhutan.
Hasil penelitian Supangat (2008) menunjukkan nilai rata-rata BOD dan COD pada penggunaan lahan kawasan hutan di Sub DAS Somagede masih berada di bawah ambang batas dengan nilai BOD 1,3 mg/l dan COD 8,0 mg/l.
2) Pertanian
Hasil penelitian Anriana et al. (2020) menunjukkan bahwa nilai konsentrasi TSS tertinggi terdapat di titik yang berpenutupan pertanian lahan kering sebesar 16,26 mg/l. Hal ini terjadi karena daerah pertanian lahan kering mendapat masukan limbah (alami dan buatan) yang berasal dari daerah sekitar maupun dari aliran sungai sebelumnya yang berasal dari
hulu. Begitu pun dengan parameter kekeruhan, nilai tertinggi ditemukan pada lahan pertanian lahan kering yaitu sebesar 14.49. Hal ini disebabkan karena wilayah pertanian lahan kering berada pada bagian hilir sehingga bahan tersuspensi merupakan kikisan lapisan permukaan tanah yang hanyut dan terakumulasi.
3) Pemukiman dan Industri
Pencemaran air оlеh limbah pemukiman dan industri menjadi salah satu sumber utama dan penyebab pencemaran air sungai. Hasil penelitian Asrini et al. (2017) menunjukkan terdapat beberapa parameter yang melebihi baku di wilayah pemukiman dan industri seperti fecal coliform, BOD, dan COD. Konsentrasi parameter fecal coliform air sungai meningkat sehingga melampui baku mutu kelas I yang telah ditetapkan.
Peningkatan parameter tersebut disebabkan oleh air limbah industri, pemukiman, limbah kotoran ternak dan pemanfaatan sungai langsung untuk cuci dan kakus.
Penelitian lainnya menujukkan bahwa kualitas air dibagian hilir yang didominasi oleh pemukiman dan industri menyebabkan kualitas air menurun. Aktivitas permukiman memberikan masukan beban pencemaran ke sungai paling tinggi dibandingkan dengan aktifitas lainnya (Agustiningsih, 2012).
4. Daerah Aliran Sungai Jeneberang a. Gambaran Umum DAS Jeneberang
DAS Jeneberang merupakan salah satu DAS lintas kabupaten yang berada di Sulawesi Selatan. Wilayah Administratif DAS Jeneberang meliputi Kabupaten Gowa, Kabupaten Takalar, dan Kota Makassar. Secara geografis DAS Jeneberang terletak pada 119° 23' 50" BT-119° 56' 10" BT dan 05° 10' 00" LS- 05° 26' 00" LS. DAS Jeneberang termasuk di dalam 15 DAS prioritas yang menjadi target RPJM Tahun 2015 - 2019 berdasarkan Peraturan Presiden No. 2 tahun 2015. DAS Jeneberang memiliki luas 78.883 hektar yang berhulu di Kabupaten Gowa dan hilirnya berada di Kabupaten Takalar dan Kota
Makassar, outletnya sendiri keluar di selat makasssar dengan Sungai Jeneberang sebagai sungai utamanya. Pada Daerah Aliran Sungai Jeneberang, terdapat dua daerah penampungan air (reservoir) utama yaitu Bili-bili dan Jenelata
DAS Jeneberang yang merupakan salah satu DAS kritis di Provinsi Sulawesi Selatan. Dalam Peraturan Gubernur Sulawesi Selatan No. 10 Tahun 2015 tentang Pengelolaan DAS, DAS Jeneberang termasuk salah satu DAS dengan klasifikasi untuk dipulihkan. Alih fungsi hutan menjadi lahan pertanian dan permukiman yang cenderung semakin agresif, eksploitatif, dan ekspansif merupakan penyebab utama kritisnya ribuan hektar lahan di wilayah tersebut. DAS ini memiliki peran besar dalam sistem hidrologi di Kabupaten Gowa, Kabupaten Takalar dan Kota Makassar sehingga keberadaan dari DAS ini sangat begitu diperhatikan khususnya terkait dalam perencanaan penggunaan lahan di DAS Jeneberang (Nursaputra et al., 2015).
b. Penggunaan Lahan DAS Jeneberang
Penutupan/ penggunaan lahan di DAS Jeneberang berdasarkan data Kementerian Kehutanan sebanyak 14 jenis. Menurut Nursaputra, et al. (2015), dalam periode 2000-2013 telah terjadi perubahan luasan penggunaan lahan pada DAS Jeneberang. Hal ini terjadi sebagai konsekuensi meningkatnya kebutuhan akan lahan seiring bertambahnya jumlah penduduk pada sekitar DAS tersebut. Lahan tersebut digunakan untuk mendukung segala aktivitas penduduk, baik penduduk di wilayah pedesaan yang bermukim di zona hulu DAS maupun di perkotaan yang bermukim di zona hilir DAS.
Perubahan penutupan/penggunaan lahan di DAS Jeneberang dapat dilihat dari penambahan dan pengurangan luasan. Penggunaan lahan yang mengalami penambahan luasan yaitu pertanian lahan kering, sawah, pemukiman dan perkebunan. Sementara itu, hutan lahan kering primer dan semak belukar mengalami penurunan yang sangat signifikan karena pemanfaatan lahan yang begitu intensif. Penurunan luasan hutan di DAS
Jeneberang cukup besar, diperkirakan tersisa 16,6% dari luas DAS Jeneberang (Nursaputra et al., 2015).
Hasil penelitian Rusdi (2013) menunjukkan bahwa penggunaan lahan di bagian hulu DAS jeneberang berupa kawasan hutan, semak belukar, pertanian lahan kering, persawahan dan pemukiman. Di daerah hulu DAS Jeneberang masih dijumpai masyarakat yang melakukan aktifitas pertanian dan bermukim yang berpotensi berdampak pada kondisi hulu. Hulu DAS Jeneberang sangat berperan dalam pemasok air bagi bagian tengah DAS Jeneberang dan berpengaruh terhadap besarnya sedimentasi bagi daerah hilir. Dalam penelitian lainnya, Tola (2014) mengemukakan bahwa secara keseluruhan terjadi perubahan penggunaan lahan di hulu DAS Jeneberang pada periode tahun 2004-2010. Penggunaan
lahan berupa ladang campur semak mengalami peningkatan sebesar 14,52%, sedangkan tutupan hutan mengalami penurunan luasan sebesar 13,22%. Hutan tersebut beralih fungsi menjadi ladang campur semak yaitu sebesar 15% dan ≤ 5% beralih fungsi menjadi semak belukar dan lahan sawah.
Perubahan penggunaan lahan yang terjadi di hulu DAS Jeneberang dapat mempengaruhi hidrologi daerah aliran sungai, terutama dengan berkurangnya luasan hutan.
Penggunaan lahan di bagian tengah DAS Jeneberang berupa, persawahan, pertanian lahan kering, hutan dan pemukiman. Di bagian tengah DAS juga terdapat Bendungan Bili-bili yang diperuntukkan bagi keperluan irigasi lahan pertanian, pembangkit tenaga listrik, dan pemasok air bagi keperluan sektor - sektor pembangunan lainnya. Bendungan Bili-bili juga dimanfaatkan sebagai pengendali banjir yang senantiasa mengancam daerah hilir. Penggunaan lahan bagian hilir DAS jeneberang berupa pemukiman, pertanian lahan kering dan persawahan. Daerah hilir merupakan daerah perkotaan dan kawasan industri (Rusdi, 2013).
c. Permasalahan DAS Jeneberang
DAS Jeneberang merupakan salah satu DAS prioritas yang terdapat di Sulawesi Selatan. Kondisi lahan di DAS Jeneberang sudah mengalami kerusakan karena adanya alih fungsi lahan dari areal kawasan hutan menjadi kawasan budidaya pertanian dengan sistem pertanian yang tidak menerapkan teknik konservasi yang baik. Hal ini memicu terjadinya erosi sehingga mengakibatkan penurunan produktivitas lahan (Nuraeni et al., 2013).
Permasalahan pada bagian tengah DAS Jeneberang adalah kurang optimalnya fungsi Bendungan Bili bili sebagai tempat penampungan air irigasi persawahan. Bendungan Bili-bili sekarang ini mengalami pendangkalan sebagai dampak sedimentasi akibat erosi yang terjadi dibagian hulu khususnya pada musim hujan sehingga mengakibatkan air yang tertampung menjadi keruh. Selain itu, pada musim kemarau masyarakat mengalami kekurangan air baik untuk persawahan maupun untuk kebutuhan sehari- hari (Rusdi, 2013).
Permasalahan di daerah hilir DAS Jeneberang adalah tingginya sedimentasi dan ancaman banjir. Hal tersebut terjadi karena meningkatnya kegiatan pembangunan di daerah-daerah resapan air dan sempadan sungai yang seharusnya berfungsi sebagai kawasan lindung dan kawasan penyangga.
Akibatnya pada musim hujan terjadi bencana banjir dan pada musim kemarau masyarakat mengalami kekurangan air baik untuk aktivitas pertanian maupun untuk kebutuhan sehari-hari.
d. Kualitas Air DAS jeneberang
Hasil penelitian Thamrin et al. (2018) tentang kualitas air Sungai Jeneberang melalui pengukuran kualitas air sungai secara langsung maupun lewat uji laboratorium, menunjukkan nilai-nilai dari kualitas air sungai berada pada mutu air kelas III. Beberapa parameter kualitas air telah melewati ambang batas dari kualitas air kelas I dan kelas II seperti parameter logam Fe, Mn, Pb dan Zn. Hal ini disebabkan banyaknya kegiatan antropogenik (aktivitas manusia) di sepanjang aliran sungai dari hulu ke hilir. Diantaranya
aktivitas penambangan material sungai, seperti penggalian, pemuatan, dan pengangkutan bahan pasir batu (sirtu), aktivitas crushing plant (pabrik pemecah batu menjadi sirtu) di daerah hilir, kawasan rekreasi di seputar dam Bili-bili. Untuk padatan terlarut dan tersuspensi air Sungai Jeneberang masih di bawah ambang batas pencemaran.
Hasil dari perhitungan dengan metode indeks pencemaran diperoleh nilai PI (Pollutant Index) menunjukkan nilai 6,8. Hal ini berarti Sungai Jeneberang telah mengalami pencemaran dengan kategori Tercemar Ringan.
Nilai tersebut dapat saja berubah dari tahun ke tahun menjadi lebih besar, tergantung dari tingkat aktivitas manusia yang ada di sepanjang hulu hingga hilir Sungai Jeneberang (Thamrin et al., 2018).
5. Sistem Informasi Geografis (SIG) dan Penginderaan Jauh a. Sistem Informasi Geografis
Sistem informasi geografis (SIG) merupakan suatu sistem yang berorientasi kepada letak geografis di atas permukaan bumi, berbasis komputer yang mempunyai kemampuan mengolah, memanipulasi dan menampilkan data spasial maupun attribute (Setiawan, 2011). SIG mempunyai kemampuan untuk menghubungkan berbagai data pada suatu titik tertentu di bumi, menggabungkannya, menganalisis dan akhirnya memetakan hasilnya, atau menampilkannya dalam format grafik dan tabel. Data yang diolah pada SIG merupakan data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis dan merupakan lokasi yang memiliki sistem koordinat tertentu, sebagai dasar referensinya (Barkey et al., 2009).
Komponen utama SIG dapat dibagi kedalam 4 komponen utama yaitu:
perangkat keras, perangkat lunak, basisdata (data dan informasi geografis) dan manajemen (brainware). Kombinasi yang baik antara keempat komponen utama ini akan menentukan kesuksesan suatu proyek pengembangan Sistem Informasi Geografis.
Data spasial yang digunakan dalam program SIG dapat berasal dari berbagai sumber yang umumnya digunakan dalam pembangunan basis data spasial, antara lain (Barkey, et al., 2009):
1) Peta Analog
Peta analog yaitu peta dalam bentuk cetak seperti peta topografi, peta tanah, peta kawasan hutan dan perairan, dan sebagainya. Peta analog yang meliputi wilayah yang luas, seperti peta topografi, peta penggunaan lahan dan peta lereng, umumnya bersumber pada citra satelit atau foto udara.
2) Citra Penginderaan Jauh
Data Penginderaan Jauh (remote sensing) merupakan sumber data yang terpenting bagi SIG, khususnya untuk memantau kondisi lahan. Hal ini dikarenakan data penginderajaan jauh memiliki ketersediaan data secara berkala dan mencakup area tertentu yang cukup luas. Dengan adanya bermacam-macam satelit di ruang angkasa dengan spesifikasinya masingmasing, berbagai jenis citra satelit dapat diperoleh untuk beragam tujuan pemakaian. Data citra satelit sebagian besar disediakan dalam format raster.
3) Data Hasil Pengukuran
Data pengukuran lapangan yang dihasilkan berdasarkan teknik pemetaan tersendiri. Pada umumnya data hasil pengukuran merupakan sumber data atribut, seperti batas administrasi, batas kepemilikan lahan, dan lain-lain.
4) Data Global Positioning System
Teknologi Global Positioning System (GPS) memberikan terobosan penting dalam menyediakan data bagi SIG. Keakuratan pengukuran GPS semakin tinggi dengan berkembangnya teknologi. Data ini biasanya direpresentasikan dalam format vektor. Pengumpulan data dengan GPS merupakan pengganti pemetaan terestrial konvensional menggunakan Teodolit atau sejenisnya.
SIG telah banyak dimanfaatkan dalam banyak sektor, salah satunya di bidang kehutanan. Beberapa manfaat SIG dibidang Kehutanan antara lain penyusunan basis data digital kehutanan, pemantauan kegiatan kehutanan, penentuan tata guna hutan, dan lain sebagainya (Setiawan, 2011).
b. Penginderaan Jauh
Penginderaan jauh berasal dari kata remote sensing yang berarti ilmu atau seni untuk memperoleh data dan informasi dari suatu objek di permukaan bumi dengan menggunakan alat yang tidak berhubungan langsung dengan objek yang dikaji. Perolehan data dengan menggunakan teknik yang merupakan interaksi antara tenaga, objek, alat, dan wahana yang membentuk suatu gambar yang dikenal dengan citra (imagery) dan data citra (Rijal et al., 2019).
Interpretasi citra merupakan pengkajian foto udara (citra) dengan maksud mengidentifikasi objek dan menilai arti pentingnya objek tersebut.
Prinsip pengenalan objek pada citra berdasarkan atas penyidikan karakteristiknya atau atribut pada citra. Pada dasarnya objek dipermukaan bumi dapat dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu tanah, air, dan vegetasi.
Ketiga objek tersebut secara alami mempunyai sifat dan bentuk yang berbeda sehingga apabila dipotret menggunakan panjang gelombang tertentu akan menghasilkan yang berbeda. Karakteristik reflektan tersebut dapat digunakan sebagai dasar pemilihan citra penginderaan jauh yang digunakan dan dasar interpretasi objek (Rijal, et al., 2019).
Komponen – komponen pada sistem penginderaan jauh terdiri dari sumber tenaga, atmosfer, obyek, sensor dengan wahana, pengolahan data, interpretasi, dan pengguna. Komponen tersebut saling mendukung dalam perekaman objek karena setiap komponen harus saling berinteraksi. Data hasil perekaman tersebut menghasilkan dua jenis data yaitu data visual (citra) dan data numerik. Citra merupakan gambaran visual yang terekam dari objek di
permukaan bumi. Citra dikelompokkan menjadi dua berdasarkan spektrum, sensorm dan detektornya yaitu citra foto dan citra non foto (Rijal, et al., 2019).
Saat ini penginderaan jauh telah banyak diterapkan dalam berbagai kegiatan mulai dari tahapan perencanaan hingga pengawasan. Pemanfaatan penginderaan jauh memiliki beberapa keunggulan diantaranya mempermudah pekerjaan lapangan dan memberikan data yang lengkap dalam waktu relatif singkat. Dalam bidang kehutanan, penginderaan jauh dimanfaatkan dalam pemetaan tutupan hutan, pemantauan deforestasi, inventarisasi hutan, penataan hutan, dan pembukaan wilayah hutan. Umumnya penginderaan jauh di bidang kehutanan menghasilkan produk akhir berupa peta seperti peta perubahan tutupan lahan, peta batas Kawasan hutan, peta inventarisasi flora dan fauna, dan kegiatan lainnya (Rijal, et al., 2019).
6. Asas Ilmu Lingkungan
Asas di dalam suatu ilmu merupakan prinsip dasar yang digunakan sebagai landasan untuk menguraikan gejala (fenomena) dan situasi yang lebih spesifik.
Dalam ilmu lingkungan terdapat 14 Asas yang bermanfaat sebagai landasan dalam pengelolaan lingkungan. Dalam penelitian ini, berapa asas yang digunakan antara lain:
a. Asas 4: untuk semua kategori sumber alam kalau pengadaannya sudah mencapai optimum pengaruh unit kenaikan sering menurun dengan penambahan sumber daya alam itu sampai ke suatu tingkat maksimum.
Melampau batas maksimum ini takkan ada pengaruh yang menguntungkan lagi. Dalam penelitian ini, Asas 4 ini mengandung arti bahwa air memiliki batas maksimum beban pencemar sehingga kelebihan beban pencemar akan menyebabkan penuruna kualitas air yang berpengaruh terhadap kehidupan akuatik.
b. Asas 11: Sistem yang sudah mantap (dewasa) akan mengekploitasi yang belum mantap (belum dewasa). Dalam penelitian ini, terjadinya eksploitasi lahan sebagai dampak peningkatan kebutuhan lahan menyebabkan terjadinya perubahan penggunaan lahan yang mempengaruhi penurunan kualitas air.
B. Kerangka Berpikir
Penelitian ini didasari bahwa kebutuhan akan lahan meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk dan pengembangan pembangunan. Kebutuhan akan pangan, sandang, dan papan menjadi pemicu terjadinya perubahan penggunaan lahan. Perubahan penggunaan lahan terlihat dengan banyaknya alih fungsi hutan menjadi lahan pertanian, perkebunan, pemukiman, dan industri.
Salah satu daerah yang rentan terhadap perubahan penggunaan lahan yaitu Daerah Aliran Sungai. Terjadinya deforestasi dan degradasi hutan merupakan akibat dari perubahan penggunaan lahan yang tidak memperhatikan aspek ekologis dari lahan. Hal tersebut dapat menyebabkan terjadinya masalah lingkungan terutama masalah sumberdaya air di DAS. Masalah utama sumber daya air di DAS meliputi kualitas, kuantitas, dan kontinuitasnya. Permasalahan kualitas air menjadi salah satu isu strategis terkait lingkungan yang menjadi perhatian banyak pihak. Kualitas air sangat bergantung pada aktifitas dalam penggunaan lahan karena akan mempengaruhi masukan (input) ke dalam badan air. Penurunan kualitas air akan menpengaruhi kualitas lingkungan hidup karena menjadi sumber kehidupan yang dibutuhkan oleh makhluk hidup.
DAS Jeneberang merupakan salah satu DAS kritis dan termasuk salah satu DAS prioritas nasional untuk dipulihkan. Perubahan penggunaan lahan di DAS Jeneberang telah banyak dilakukan oleh adanya desakan kebutuhan lahan yang semakin meningkat. Aktifitas penggunaan lahan yang semakin massif ini diperkirakan memberikan pengaruh terhadap kualitas air di DAS Jeneberang. Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian secara menyeluruh terhadap perubahan penggunaan lahan dan kualitas air di DAS Jeneberang. Adapun kerangka pemikiran yang digunakan dalam penelitian ini disajikan pada gambar 1.
C. Hipotesis
Berdasarkan kerangka berpikir yang telah dijelaskan, dapat dirumuskan hipotesis penelitian sebagai berikut.
1. Telah terjadi perubahan penggunaan lahan dan berdampak terhadap kualitas air DAS Jeneberang
2. Faktor perubahan penggunaan lahan di DAS Jeneberang disebabkan oleh faktor sosial dan ekonomi masyarakat dan kebijakan pemerintah setempat
Penurunan Kualitas Air Deforestasi dan
Degradasi
Perubahan Penggunaan lahan DAS Jeneberang
Analisis Perubahan Penggunaan lahan
(metode Land Change Modeller)
Analisis Kualitas Air (metode IP dan NSF-
WQI)
Hubungan Perubahan Penggunaan lahan Terhadap Kualitas Air
Analisis dan Prediksi Beban Pencemar (Penggunaan lahan) Proyeksi
Penggunaan lahan 2030
Strategi peningkatan Kualitas air
Arahan Pengendalian Pencemaran Air Arahan Penggunaan
Lahan
Gambar 1. Bagan Kerangka Berpikir
3. Penggunaan lahan 2030 diprediksi akan meningkatkan luas pertanian dan pemukiman sehingga meningkatkan beban pencemar ke DAS Jeneberang 4. Peningkatan kualitas air dapat dilakukan melalui Strategi/arahan penggunaan
lahan
