5. PERUBAHAN KARAKTERISTIK DEBIT, VOLUME DAN SEDIMEN
5.1. Latar Belakang
Perubahan tataguna lahan di wilayah hulu dari 15 SWS di Jawa dan Madura (Departemen Pekerjaan Umum dan Prasarana Wilayah, 2001) telah menyebabkan kondisi kritis bagi penyediaan air baik dalam aspek kuantitas, kualitas maupun kontinuitas dan mengalami defisit air yang serius pada musim kemarau. Keadaan tersebut juga menyebabkan terjadinya erosi, sedimentasi dan pencemaran kimia air sungai atau waduk. Hal ini berdampak pada pendangkalan waduk, korosivitas pada peralatan produksi PLTA dan PDAM dan kerugian bagi pengguna air di wilayah hilir.
Perubahan penutup lahan DAS Citarum di wilayah hulu (up-stream) akan menyebabkan perubahan pada karakteristik hidrologi wilayah tengah (in-stream)
dan wilayah hilir (down-stream). Perubahan karakteristik tersebut meliputi defisit, volume dan sedimentasi. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui perubahan karakteristik hidrologis DAS Citarum Wilayah Hulu.
5.2. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian perubahan karakteristik hidrologis (debit, volume dan sedimen) dilakukan dengan mengumpulkan data sekunder di beberapa Bagian Lingkungan Kantor UBP Saguling, PJB - UP Cirata dan Perum Jasa Tirta II. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Sumberdaya Air, Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2006 sampai bulan Juli 2006.
5.3. Bahan dan Metode Analisis Perubahan Fungsi Hidrologis DAS
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder yang dikumpulkan dari seluruh data dan informasi historis (historical data). Bahan-bahan tersebut terdiri dari :
99
1. Data curah hujan harian, bulanan dan tahunan periode 1993–2003 Sub DAS Saguling, Sub DAS Cirata dan Sub DAS Jatiluhur. Data curah hujan tersebut diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) dan laporan hasil pengukuran UBP Saguling.
2. Data evaporasi harian diperoleh dari laporan hasil pengukuran UBP Saguling (1993-2003).
3. Data debit dan volume (air masuk dan keluar) diperoleh dari laporan hasil pengukuran PLTA Saguling, PLTA Cirata dan PLTA Jatiluhur (1993-2003). 4. Data sedimentasi diperoleh dari laporan hasil pemeruman Waduk Saguling
(1985-2004), Waduk Cirata (1987-2002) dan Waduk Jatiluhur (1987-2000). Analisis terhadap data-data sekunder tersebut dilakukan dengan menggunakan metode regresi linear. Pendugaan perubahan karakteristik debit dan volume dan sedimentasi antara tahun 1993-2003 dilakukan simulasi dengan menggunakan software GR4J.
5.3.1. Analisis Perubahan Debit dan Volume Pada Dua Sistem Penggunaaan Lahan.
Analisis perubahan karakteristik hidrologis DAS dilakukan berdasarkan aplikasi model prediksi debit harian GR4J (Perrin, 2003). Model ini merupakan pengembangan lebih lanjut model GR3J yang dikembangkan oleh CEMAGREF, Perancis. Struktur model seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 (Bab 2). Untuk mensimulasi debit harian, model GR4J membutuhkan input data hujan, evapotranspirasi potensial (ETP) dan debit harian serta 4 parameter model yang dibangkitkan saat validasi. Keempat parameter tersebut adalah :
1. X1; kapasitas maksimum simpanan produksi (maximum capacity of the
production store).
2. X2; koefisien tukar air (water exchange coefficient).
3. X3; kapasitas maksimum simpanan pengalihan (maximum capacity of the
routing store).
100
Dalam penelitian ini debit air terdiri dari 3 jenis yaitu debit air masuk (DAM), debit air keluar (DAK) dan debit air masuk lokal (DAML). Debit air masuk adalah debit air yang bersumber dan mengalir dari wilayah hulu masing-masing Sub DAS dan memasuki badan air (sungai utama dan waduk). Debit air keluar adalah debit air yang keluar dari outlet masing-masing PLTA untuk menggerakkan turbin. Debit air masuk lokal adalah debit air masuk yang bersumber dari anak sungai dan mengalir dari wilayah hulu masing-masing Sub DAS dan tidak termasuk debit air masuk yang bersumber dari debit air keluar PLTA yang berada di wilayah hulu (sungai utama Citarum). Dengan demikian DAK PLTA Saguling tidak merupakan DAML bagi PLTA Cirata dan DAK PLTA Cirata tidak merupakan DAML bagi PLTA Jatilihur.
Karena citra satelit (foto) yang digunakan dalam penelitian ini dibuat pada November 1992 maka untuk menduga pengaruh perubahan penutup lahan (kondisi biofisik) DAS Citarum Wilayah Hulu (1992-2002) terhadap karakteristik hidrologis maka data yang digunakan dalam simulasi model GR4J adalah curah hujan (CH), evaporasi waduk (ETP) dan debit air masuk lokal (DAML) harian dari tahun 1993-2003. Pada Tabel 14 disajikan hasil simulasi dengan tahapan pemodelan software GR4J adalah :
a. Menentukan parameter simulasi (X1, X2, X3 dan X4) dengan memasukkan
input data CH, ETP dan DAML harian tahun inisial (1993) dengan hasil Q1. Parameter default (standar) yang digunakan menurut Perrin (2003) adalah X1 = 5,9, X2 = 2,0, X3 = 4,5 dan X4 = 0,2.
b. Validasi parameter tahun inisial 1993 dengan meng-input nilai parameter baku ke dalam fungsi tranfer dan melakukan solver. Validasi terhadap parameter tersebut menghasilkan nilai kemiripan (koefisien Nash) dengan besaran antara 0-100. Model dinyatakan valid apabila koefisien Nash memiliki nilai yang lebih besar dari 50.
c. Parameter hasil validasi digunakan untuk mensimulasi tahun selanjutnya dengan input data tahun tersebut tanpa melakukan solver.
101
d. Besaran parameter tersebut digunakan untuk simulasi debit dengan input data curah hujan pada tahun selanjutnya (1994) dengan hasil sebesar Q2, tahun 1995 sebesar Q3, dan seterusnya sampai tahun 2003 sebesar Q11.
e. Nilai Q2 sampai dengan Q11 hasil simulasi dibandingkan dengan Q1 hasil validasi.
f. Perbedaan nilai-nilai (dQ) tersebut diduga merupakan pengaruh perlakuan (perubahan penutup lahan) DAS terhadap debit.
Tabel 14. Hasil simulasi debit dengan aplikasi model GR4J.
Parameter Kondisi Penutup Lahan
simulasi 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 x1 q1.1 q1.2 q1.3 q1.4 q1.5 q1.6 q1.7 q1.8 q1.9 q1.10 q1.11 x2 q2.1 q2.2 q2.3 q2.4 q2.5 q2.6 q2.7 q2.8 q2.9 q2.10 q2.11 x3 q3.1 q3.2 q3.3 q3.4 q3.5 q3.6 q3.7 q3.8 q3.9 q3.10 q3.11 x4 q4.1 q4.2 q4.3 q4.4 q4.5 q4.6 q4.7 q4.8 q4.9 q4.10 q4.11 Hasil Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 dQ1 – dQ10 Q1-Q2 sampai dengan Q10-Q11 Validasi Q Q Aktual
Kalibrasi Parameter Standar Perrin (2003) dan Koefisien Nash
Sebagaimana diuraikan tedahulu bahwa untuk menganalisis adanya perubahan karakteristik debit akibat perubahan kondisi biofisiknya, terlebih dahulu model GR4J divalidasi dengan menggunakan input data tahun inisial, yang dianggap merepresentasikan kondisi biofisik DAS saat belum mengalami perubahan (1992). Setelah validasi, akan didapatkan parameter model pada tahun inisial, yang selanjutnya parameter tersebut digunakan untuk simulasi debit dengan menggunakan input data pada tahun selanjutnya yang diduga merepresentasikan kondisi biofisik DAS yang telah berubah (2002). Dengan membandingkan debit pengukuran dengan debit simulasi melalui analisis neraca air DAS, tingkat perubahan aliran sungai akibat perubahan kondisi biofisik DAS dapat diketahui. Permodelan GR4J telah diformulasikan dalam bahasa excel tahun 2003 oleh CEMAGREF Perancis. Hasil simulasi debit harian akan digunakan untuk menghitung volume air harian dan tahunan. Regresi linear digunakan dalam pengujian hubungan CH, debit dan volume air hasil simulasi dengan nilai hasil pengukuran.
102
5.3.2. Pendugaan Sedimentasi
Perilaku sedimen dipelajari dari dua hal yaitu berdasarkan data hasil pemeruman yang pernah dilakukan di ketiga waduk dan hasil perhitungan dengan menggunakan rumus sedimen. Pemeruman adalah pengukuran tingkat (perkembangan) sedimentasi yang terjadi di dasar waduk terutama pada kapasitas “tampung mati” (dead storage). Jumlah sedimen yang terdapat di sungai atau waduk atau kolam penampungan juga dapat diprediksi melalui persamaan regresi berganda dengan 4 variabel yaitu erosi lahan (Ep), volume aliran permukaan (Ro), faktor tanaman dan konservasi (CP), dan luas Sub DAS (A), pada tingkat akurasi 86,40% (Sa’ad, 2002) dengan persamaan sebagai berikut :
Y = bo. Epb1 . Rob2 . CPb3. Ab4 ;
Keterangan :
Y = sedimen sungai (ton ha¯¹)
Ep = erosi permukaan dari soilpan (ton ha¯¹)
Ro = volume aliran permukaan satu periode hujan (m³) CP = faktor tanaman (tindakan konservasi tanah) A = luas Sub DAS (ha)
bo, b1, b2, b3, b4 = konstanta
Dalam penelitian ini beberapa asumsi yang digunakan adalah :
1. Erosi permukaan pada soil pan (Ep) (Sa’ad, 2002) sama dengan erosi lahan yang besarnya berdasarkan penelitian Sutono et. al (2003) di DAS Citarum. 2. Volume air permukaan satu periode hujan (Ro) (Sa’ad, 2002) sama dengan
volume air masuk lokal (VAML) hasil simulasi model GR4J.
3. Faktor tanaman dan konservasi tanah (CP) (Sa’ad, 2002), besarnya didasarkan pada hasil penelitian Abdurahman et. al (1984), Ambar dan Syafrudin (1979)
dalam Asdak (2004) dan Amarjan (2003) khusus pada nilai CP permukiman. 4. Luas Sub DAS (A) sama dengan luas masing-masing Sub DAS sesuai dengan
hasil pengolahan digitasi peta tataguna lahan dan citra satelit 1992 dan 2002. Penggunaan GIS dalam pendugaan sedimentasi waduk dengan penggunaan model telah digunakan di Thailand sebagaimana dilaporkan Lorsirirat (1997).
103
5.4. Hasil dan Pembahasan
5.4.1. Sifat hujan dan hubungannya dengan DAML dan VAML a. Curah Hujan
Jumlah dan distribusi aliran permukaan di DAS Citarum Wilayah Hulu ditentukan oleh beberapa faktor antara lain curah hujan, karakteristik biofisik dan manajemen DAS. Hasil pengolahan data curah hujan (CH) harian periode 1993 – 2003 didapatkan informasi bahwa curah hujan tahunan rata-rata di Sub DAS Saguling adalah 2.250,48 mm, Sub DAS Cirata sebesar 3.495,46 mm, Sub DAS Jatiluhur sebesar 2.637,50 mm dan DAS Citarum Wilayah Hulu sebesar 2.186,62 mm per tahun.
Pada periode pengamatan 1993 – 2003, walaupun CH tahunan di sub DAS Saguling mengalami kenaikan rata-rata 2,39 mm/th, namun secara keseluruhan DAS Citarum Wilayah Hulu mengalami penurunan jumlah CH yang cukup tinggi yaitu rata-rata sebesar 8,21 mm/th. Penurunan jumlah CH tersebut sesuai dengan hasil penelitian Pawitan (2004) yang menyatakan bahwa di DAS Citarum telah terjadi penurunan CH tahunan sebesar 10 mm/th selama periode pengamatan 1896 – 1994 dan akan menurunkan ketersediaan air untuk berbagai penggunaan di wilayah tersebut. Hal tersebut juga sesuai dengan Boer et.al (2004) yang menyatakan bahwa penurunan curah hujan tahunan di wilayah DAS Citarum sebesar 6 mm/th.
Secara umum pada periode 1993 - 2003 musim kemarau (April-September) di wilayah DAS Citarum Wilayah Hulu memiliki CH bulanan rata-rata sebesar 118,35 mm dengan simpangan baku 45,08 mm, dan musim hujan (Oktober-Maret), CH bulanan rata-rata sebesar 246,09 mm dengan simpangan baku 43,85 mm. Pada Tabel 15 ditampilkan Keragaman CH di DAS Citarum Wilayah Hulu pada periode 1993 – 2003.
104
Tabel 15. Keragaman CH di DAS Citarum Wilayah Hulu pada periode 1993 – 2003.
Wilayah CH Bulanan (mm)
Musim mean-stdev mean mean+stdev stdev Sub DAS Saguling MK 95,39 132,96 170,53 37,57
MH 198,02 242,12 286,22 44,1
Sub DAS Cirata MK 151,03 215,77 280,51 64,74
MH 303,89 366,80 429,72 62,92
Sub DAS Jatiluhur MK 152,13 240,85 329,57 88,72
MH 286,59 365,40 444,21 78,81
DAS Citarum Wil. Hulu MK 73,27 118,35 163,43 45,08
MH 202,24 246,09 289,94 43,85
Keterangan : MK=musim kemarau (April-September), MH=musim hujan (Oktober-Maret), mean-stdev=rerata dikurangi simpangan baku, mean=rerata, mean+mean-stdev=rerata ditambah simpangan baku, stdev=simpangan baku.
Secara grafis, keragaman CH bulanan yang terjadi di wilayah masing-masing Sub DAS disajikan pada Gambar 18. Dari Tabel 15 dan Gambar 18 diperoleh gambaran bahwa secara kuantitas (jumlah) CH bulanan rata-rata DAS Citarum Wilayah Hulu relatif kecil yaitu sebesar 118,35 mm (MK) dengan keragaman yang cukup besar 45,08 mm dan 246,09 mm (MH) dengan keragaman 43,85 mm. Hal ini menunjukkan bahwa pada musim kemarau cenderung semakin kering (keragaman besar) dan pada musim hujan cenderung semakin basah (keragaman kecil). Keadaan tersebut sesuai dengan hasil penelitian Boer et.al
(2004) yang menyatakan bahwa ada kecenderungan CH musim hujan di wilayah selatan Indonesia khususnya Lampung, Jawa dan sebagaian kawasan Indonesia timur akan semakin basah, sebaliknya CH musim kemarau akan semakin kering. Sebaliknya, untuk Indonesia bagian utara (Sulawesi Utara, Kalimantan Utara, dan Sumatera bagian utara) CH musim hujan akan semakin berkurang sedangkan CH musim kemarau akan semakin basah. Kondisi seperti hal tersebut mengindikasikan telah terjadi perubahan iklim di Indonesia (Boer et.al, 2004).
105
Ke ragaman CH Bulanan DAS Citarum Wil. Hulu
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 MK MH MK MH MK MH MK MH
Saguling Cirata Jatiluhur Citarum
CH Bu la n a n ( m m /b ln ) m ean+s tdev m ean m ean-s tdev
Gambar 18. Keragaman CH di DAS Citarum Wilayah Hulu pada periode 1993 –
2003.(Keterangan : MK = musim kemarau (April-September), MH = musim
hujan (Oktober-Maret), mean-stdev = rerata dikurangi simpangan baku, mean = rerata, mean+stdev = rerata ditambah simpangan baku, stdev = simpangan baku).
b. Debit dan Volume Air Masuk Lokal
Debit air masuk lokal (DAML) adalah debit air masuk yang semata-mata bersumber dari anak sungai dan mengalir dari wilayah hulu masing-masing Sub DAS dan tidak termasuk debit air masuk yang bersumber dari air keluar PLTA yang berada di wilayah hulu. DAML harian rata-rata DAS Citarum Wilayah Hulu adalah sebesar 151,98 m³/dt (MK) dengan simpangan baku sebesar 44,45 m³/dt dan 265,40 m³/dt (MH) dengan simpangan baku sebesar 61,64 m³/dt dan secara rinci di ketiga Sub DAS disajikan pada Tabel 16.
Besarnya keragaman debit dapat memberikan gambaran bahwa telah terjadi fluktuasi DAML terutama yang berubah menjadi debit aliran (run-off). Peningkatan keragaman debit aliran menunjukkan bahwa luas penutup lahan di wilayah DAS hulu semakin menurun dan fraksi CH yamg berubah menjadi aliran permukaan semakin besar (Boer et.al, 2004). Peningkatan luas penutup lahan di wilayah hulu sangat penting artinya bagi penurunan perbedaan debit aliran musim hujan dan musim kemarau, sehingga dapat menekan resiko banjir dan kekeringan. Akan tetapi Pawitan (2004) menyatakan bahwa pengamatan di Inggris dan Afrika Selatan menunjukkan bahwa penghutanan kembali padang rumput dengan pohon
106
pinus tidak hanya menurunkan aliran sungai sejumlah 440 mm/th, tetapi juga menurunkan aliran rendah sebesar 15 mm/th. Sehingga disimpulkan bahwa pengaruh hutan terhadap aliran rendah sangat site spesific dan tidak ada jaminan penghutanan akan meningkatkan aliran rendah pada musim kemarau.
Tabel 16. Keragaman DAML harian DAS Citarum Wilayah Hulu periode 1993-2003.
Wilayah DAML harian (m³/dt)
Musim mean-stdev mean mean+stdev stdev Sub DAS Saguling MK 42,62 65,15 87,68 22,53
MH 92,15 117,20 142,25 25,05
Sub DAS Cirata MK 47,11 60,25 73,39 13,14
MH 84,30 107,88 131,46 23,58
Sub DAS Jatiluhur MK 3,86 26,58 49,29 22,71
MH 11,92 40,32 68,72 28,40
DAS Citarum Wil. Hulu MK 107,53 151,98 196,42 44,45
MH 203,76 265,40 327,04 61,64
Keterangan : MK=musim kemarau (April-September), MH=musim hujan (Oktober-Maret), mean-stdev=rerata dikurangi simpangan baku, mean=rerata, mean+mean-stdev=rerata ditambah simpangan baku, stdev=simpangan baku.
Dari Tabel 16 dan Gambar 19 diperoleh informasi bahwa keragaman debit MK dan MH Sub DAS Cirata lebih kecil dibandingkan dengan Sub DAS Saguling dan Sub DAS Jatiluhur. Hal ini menunjukkan bahwa proporsi luas hutan di wilayah Sub DAS Cirata (27,61%) bagian hulu lebih besar dibandingkan dengan Sub DAS Saguling (25,61%) dan sub DAS Jatiluhur (11,82%). Untuk mengetahui degradasi lingkungan di wilayah hulu DAS, karakteristik CH dan DAML serta hubungan keduanya dapat digunakan. Hasil pengolahan data bahwa proporsi curah hujan yang berubah menjadi debit semakin meningkat dari tahun ke tahun selama periode pengamatan (1993-2003), yaitu pada musim kemarau, CH harian yang berubah menjadi DAML harian adalah sebesar 1,2 mm (25,8%) dengan laju peningkatan per tahun 4,4%, pada musim hujan, CH harian yang berubah menjadi DAML harian adalah sebesar 3,47 mm (42,4%) dengan laju peningkatan per tahun 2,4%. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan fraksi CH menjadi DAML. Kondisi seperti ini mengindikasikan adanya degradasi penutup lahan di wilayah hulu DAS. Dari Gambar 20, diperoleh
107
Keragaman DAML DAS Citarum Wil. Hulu
-50 100 150 200 250 300 350 MK MH MK MH MK MH MK MH
Saguling Cirata Jatiluhur Citarum
DAM L ( m 3 /d t) m ean-s tdev m ean m ean+s tdev gambaran bahwa waktu yang diperlukan hujan untuk berubah menjadi debit aliran semakin kecil (singkat). Hal ini juga merupakan indikator adanya kerusakan ekosistem di wilayah hulu DAS terutama penurunan luas penutup lahan hutan. Secara grafis, hubungan antara CH harian dan DAML harian DAS Citarum Wilayah Hulu tahun 1993 disajikan pada Gambar 21.
Hasil pengolahan data sekunder menunjukan bahwa rata-rata DAML harian Sub DAS Saguling sebesar 90,78 m³/dt, Sub DAS Cirata 85,37 m³/dt, Sub DAS Jatiluhur 34,40 m³/dt dan DAS Citarum Wilayah Hulu 210,55 m³/dt. Laju penurunan DAML harian selama periode 1993-2003 di Sub DAS Saguling adalah 5,15% (4.67 m³/dt), Sub DAS Cirata 4,19% (3,57 m³/dt), Sub DAS Jatiluhur 21,43% (7,37 m³/dt) dan DAS Citarum Wilayah Hulu 7,42% (15,62 m³/dt). Untuk mengetahui pengaruh CH terhadap DAML dilakukan uji-t sebagaimana pada Tabel 17.
Gambar 19. Keragaman DAML harian DAS Citarum Wilayah Hulu periode 1993 – 2003. (Keterangan : MK = musim kemarau (April-September), MH = musim hujan (Oktober-Maret), mean-stdev = rerata dikurangi simpangan baku, mean = rerata, mean+stdev = rerata ditambah simpangan baku, stdev = simpangan baku).
108
Karakteristik CH dan DAML DAS Citarum tahun 1993
0 5 10 15 20 25 30 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 265 277 289 301 313 325 337 349 361 hari (m m ) ch daml
Karakteristik CH dan DAML sub DAS Saguling Tahun 1993
0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 265 277 289 301 313 325 337 349 361 hari (m m ) ch daml
Karakteristik CH dan DAML sub DAS Cirata Tahun 1993
0 10 20 30 40 50 60 70 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 265 277 289 301 313 325 337 349 361 hari (m m ) ch daml
Karakteristik CH dan DAML sub DAS Jatiluhur Tahun 1993
0 10 20 30 40 50 60 70 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 265 277 289 301 313 325 337 349 361 hari (m m ) ch daml
Gambar 20. Karakteristik CH dan DAML harian DAS Citarum Wilayah Hulu pada tahun 1993
109
Hub. CH dan DAML sub DAS Saguling Tahun 1993
y = 0.2612x + 2.7118 R2 = 0.227 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 CH (mm) DA M L ( m m) Series1 Linear (Series1)
Hub. CH dan DAML sub DAS Cirata Tahun 1993
y = 0.4088x + 2.532 R2 = 0.3712 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 CH (mm) DAM L ( m m ) Series1 Linear (Series1)
Hub. CH dan DAML sub DAS Jatiluhur Tahun 1993
y = 0.1162x + 8.9055 R2 = 0.0294 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 CH (mm) DA M L ( m m) Series1 Linear (Series1)
Hub. CH dan DAML DAS Citarum Tahun 1993
y = 0.3611x + 2.7566 R2 = 0.3913 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 CH (mm) DA M L ( m m) Series1 Linear (Series1)
Gambar 21. Hubungan CH dan DAML harian DAS Citarum Wilayah Hulu pada tahun 1993.
Tabel 17. Uji-t pengaruh CH harian terhadap DAML harian periode 1993 - 2003.
No Parameter Sub DAS DAS Citarum
Saguling Cirata Jatiluhur Wil. Hulu
1. Korelasi 0,727 0,544 0,450 0,703 2. R kuadrat 0,529 0,295 0,203 0,494 3. Konstanta 30,768 52,000 16,442 77,674 4. Koefisien 0,322 0,138 0,062 0,504 5. Nilai t 11,978* 7,327* 5,702* 11,183* 6. Signifikansi 0,000 0,000 0,000 0,000
Keterangan : *berpengaruh nyata pada signifikansi 0,05 t-tabel = 1,96.
Dari hasil uji-t tersebut dapat diketahui bahwa curah hujan mempunyai hubungan yang kuat dan berpengaruh signifikan baik di masing-masing Sub DAS maupun DAS Citarum Wilayah Hulu. Hal ini ditunjukkan dengan nilai t-hitung lebih besar dari t-tabel (1,96). Koefisien regresi menunjukkan tingkat pengaruh curah hujan terhadap DAML. Setiap penambahan curah hujan harian 1 mm, akan menyebabkan peningkatan DAML harian sebesar 0,322 m³/dt (Sub DAS
110
Saguling), 0,138 m³/dt (Sub DAS Cirata), 0,062 m³/dt (Sub DAS Jatiluhur) dan 0,504 m³/dt (DAS Citarum Wilayah Hulu).
Pada Tabel 18 disajikan perkembangan VAML di DAS Citarum Wilayah Hulu. Volume air masuk lokal (VAML) rata-rata tahunan adalah sebesar 2.865,29 juta m³ (Sub DAS Saguling), 2.639,85 juta m³ (Sub DAS Cirata), 1.048,66 juta m³ (Sub DAS Jatiluhur) dan 6.553,80 juta m³ (DAS Citarum Wilayah Hulu).
Tabel 18. Rata-rata volume air masuk lokal tahunan DAS Citarum Wilayah Hulu.
Tahun Sub DAS/DAS (juta m³)
Saguling Cirata Jatiluhur Citarum Hulu
1993 3.589,04 3.075,24 2.646,24 9.310,52 1994 3.101,63 3.019,67 1.963,18 8.084,47 1995 2.933,36 2.871,28 1.111,38 6.916,02 1996 3.003,73 2.813,42 1.465,32 7.282,46 1997 1.701,11 1.814,91 1.668,12 5.184,14 1998 4.025,86 3.068,10 564,76 7.658,72 1999 2.701,53 2.640,14 352,29 5.693,96 2000 2.506,55 2.175,23 256,95 4.938,73 2001 3.477,43 3.181,68 492,84 7.151,95 2002 2.424,00 2.430,40 692,49 5.546,89 2003 2.053,90 1.948,33 321,71 4.323,94 Rata-Rata 2.865,29 2.639,85 1.048,66 6.553,80
Sumber : Hasil pengolahan data.
Laju penurunan per tahun VAML berturut-turut adalah sebesar 5,36% (153,51 juta m³), 4,27% (112,69 juta m³), 22,17% (232,45 juta m³), dan 7,61% (498,66 juta m³). Berdasarkan hasil analisa regresi (Tabel 19) dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang kuat antara DAML harian dengan VAML tahunan, ditunjukkan dengan angka korelasi sebesar 0,998 (Sub DAS Saguling), 0,997 (Sub DAS Cirata), 0,998 (Sub DAS Jatiluhur) dan 0,997 (DAS Citarum Wilayah Hulu). Variabel DAML berpengaruh nyata terhadap VAML di semua wilayah Sub DAS dan DAS Citarum Wilayah Hulu. Hal ini dibuktikan dengan nilai t-hitung yang lebih besar dari t-tabel (1,96).
Pengaruh DAML harian terhadap VAML tahunan adalah sebesar 2.613.474 (Sub DAS Saguling), 2.626.993 (Sub DAS Cirata), 2.614.727 (Sub DAS Jatiluhur) dan 2.619.447 (DAS Citarum Wilayah Hulu). Dengan kata lain, setiap peningkatan 1 m³/dt DAML harian akan menyebabkan peningkatan VAML tahunan sebesar 2.613.474 m³ (Sub DAS Saguling), 2.626.993 m³ (Sub DAS Cirata), Saguling), 2.626.993 m³ (Sub DAS Cirata), 2.614.727 m³ (Sub DAS
111 CH_DAML_VAML Saguling 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1 993 1 994 1 995 1 996 1 997 1 998 1 999 2 000 2 001 2 002 2 003 tahun 0 75 150 225 300 CH (mm /th) DAML (m 3/dt/hr) VOL (juta m3/th)
Jatiluhur) dan 2.619.447 m³ (DAS Citarum Wilayah Hulu). Grafik hubungan CH tahunan, DAML harian dan VAML tahunan disajikan pada Gambar 22 (Sub DAS Saguling), Gambar 23 (Sub DAS Cirata) dan Gambar 24 (Sub DAS Jatiluhur).
Tabel 19. Uji-t pengaruh DAML harian terhadap VAML tahunan.
No Parameter Sub DAS DAS Citarum
Saguling Cirata Jatiluhur Wil. Hulu
1. Korelasi 0,998 0,997 0,998 0,997 2. R kuadrat 0,996 0,994 0,996 0,993 3. Konstanta 485.789,4 -862.568 -72.869,0 -130.252 4. Koefisien 2.613.474 2.626.993 2.614.727 2.619.447 5. Nilai t 180,005* 147,580* 181,384* 139,434* 6. Signifikansi 0,000 0,000 0,000 0,000
Keterangan : *berpengaruh nyata pada signifikansi 0,05 t tabel = 1,96.
Gambar 22. Grafik curah hujan tahunan, debit air masuk lokal (DAML) harian, dan volume air masuk lokal (VAML) tahunan Sub DAS Saguling.
Hasil analisis data dan kecenderugan diperoleh informasi bahwa CH, DAML dan VAML memiliki karakteristik yang hampir seragam (homogen) kecuali pada:
1. Tahun 2001–2002 di Sub DAS Saguling, dengan tingkat CH yang relatif sama dengan tahun sebelumnya menghasilkan DAML dan VAML yang lebih tinggi. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh semakin tingginya kerusakan lahan di wilayah hulu Sub DAS Saguling, sehingga memperbesar porsi CH yang langsung menjadi aliran debit (run off)
112 CH_DAML_VAML_Cirata 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 tahun 0 75 150 225 300 CH (mm/th) DAML (m3/dt/hr) VOL (juta m3/th) CH_DAML_VAML Jatiluhur 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 tahun 0 75 150 225 300 CH (mm/th) DAML (m3/dt/hr) VOL (juta m3/th)
Gambar 23. Grafik curah hujan tahunan, debit air masuk lokal (DAML) harian, dan volume air masuk lokal (VAML) tahunan Sub DAS Cirata.
2. Tahun 1998–2001 di Sub DAS Jatiluhur, dengan CH yang tinggi menghasilkan DAML dan VAML yang relatif kecil. Hal ini kemungkinan disebabkan tingginya pemakaian air oleh petani untuk sawah tadah hujan baru di wilayah hulu (laju pertumbuhan sawah tadah hujan 17,94% dalam periode 1992-2002).
Gambar 24. Grafik curah hujan tahunan, debit air masuk lokal (DAML) harian, dan volume air masuk lokal (VAML) tahunan Sub DAS Jatiluhur.
113
c. Fluktuasi Debit
Perbandingan (fluktuasi) antara debit air masuk lokal maksimum dengan debit air masuk lokal minimum (rasio Qmax-min) juga merupakan ukuran indikator kondisi ekosistem dan lingkungan wilayah hulu DAS. Dari pengolahan data diperoleh rata-rata rasio Qmax-min Sub DAS Saguling sebesar 63,26 (laju kenaikan 5,19%), Sub DAS Cirata 178,66 (laju kenaikan 8,06%) dan Sub DAS Jatiluhur 153,90 (laju kenaikan 3,91%). Nilai rasio Qmax-min yang tinggi (lebih besar dari 40) mengindikasikan wilayah hulu Sub DAS berada pada kondisi yang kritis (Boer, 2004). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kondisi ekosistem DAS Citarum Wilayah Hulu termasuk kritis (buruk). Secara rinci perkembangan rasio Qmax-min dari tahun ke tahun disajikan pada Tabel 20.
Pada Gambar 25 disajikan perkembangan rasio Q max-min masing-masing Sub DAS dan DAS Citarum Wilayah Hulu 1993-2003. Dari Gambar 25 tersebut dapat disimpulkan bahwa rasio Q max-min meningkat dari tahun ke tahun terutama pada periode 1999 –2003. Hal ini menunjukan bahwa laju kerusakan ekosistem DAS Citarum Wilayah Hulu pada periode tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan periode sebelumnya (1993–1998).
Tabel 20. Rasio Qmax-min (1993-2003).
No Tahun Sub DAS
Saguling Cirata Jatiluhur 1 1993 44,84 167,91 118,01 2 1994 78,8 185,24 168,01 3 1995 33,18 210,7 102,06 4 1996 45,16 139,78 199,01 5 1997 93,12 167,25 172,9 6 1998 56,85 81,85 114,23 7 1999 40,84 131,75 138,39 8 2000 71,51 152,9 163,64 9 2001 73,36 221,91 164,18 10 2002 80,57 194,09 174,36 11 2003 77,65 311,89 178,13 Rata-rata 63,26 178,66 153,9
114 Rasio Qmax-min 0 50 100 150 200 250 300 350 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Tahun Qm ax-m in Saguling Cirata Jatiluhur
Gambar 25. Grafik rasio Qmax-min tahun 1993-2003.
5.4.2. Karakteristik Air Keluar a. Debit dan Volume Air Keluar
Debit air keluar (DAK) dan volume air keluar (VAK) waduk merupakan gambaran besarnya volume air yang dibutuhkan untuk mengoperasikan turbin PLTA sesuai dengan rencana operasi. Secara umum dari hasil pengolahan data diketahui bahwa pada periode 1993–2003 DAK rata-rata harian PLTA Saguling adalah 83,59 m3/dt, PLTA Cirata 164,65 m3/dt, PLTA Jatiluhur 178,42 m3/dt dan total 3 PLTA sebesar 426,67 m3/dt, dengan laju penurunan berturut-turut adalah 4,20% (3,51 m3/dt), 4,05% (6,66 m3/dt), 5,86% (10,45 m3/dt) dan 4,83% (20,62 m3/dt) setiap tahun. Pada Tabel 21 disajikan keragaman DAK harian DAS Citarum Wilayah Hulu musim hujan dan musim kemarau serta secara grafis pada Gambar 26.
DAK harian di 3 waduk memiliki keragaman yang relatif sama antara MK dengan MH yaitu keragaman DAK harian di waduk Saguling adalah 30,21% atau 22,16 m³/dt (MK), 21,03% atau 19,21 m³/dt (MH), waduk Cirata 23,01% atau 34,37 m³/dt (MK), 20,79% (MH) atau 36,26 m³/dt dan waduk Jatiluhur 20,25% atau 35,32 m³/dt (MK) serta 18,74% atau 33,56 m³/dt (MH). Keadaan tersebut memperlihatkan bahwa keragaman DAK harian pada musim kemarau lebih besar
115
Keragaman DAK 3 Waduk di DAS Citarum Wil. Hulu
-50 100 150 200 250 MK MH MK MH MK MH
Saguling Cirata Jatiluhur
D A K (m 3/ d t) m ean-s tdev m ean m ean+s tdev
daripada musim hujan. Dengan kata lain, dapat mengindikasikan adanya keragaman yang sama pada DAML dan CH.
Tabel 21. Keragaman DAK harian DAS Citarum Wilayah Hulu periode 1993-2003.
Waduk DAK harian (m³/dt)
Musim mean-stdev mean' mean+stdev stdev Saguling MK 51.19 73.35 95.51 22.16 MH 72.38 91.65 110.93 19.27 Cirata MK 115.00 149.38 183.75 34.37 MH 138.17 174.43 210.70 36.26 Jatiluhur MK 136.85 172.17 207.50 35.32 MH 144.61 177.97 211.33 33.36
Keterangan : MK=musim kemarau (April-September), MH=musim hujan (Oktober-Maret), mean-stdev=rerata dikurangi simpangan baku, mean=rerata, mean+mean-stdev=rerata ditambah simpangan baku, stdev=simpangan baku.
Selain itu, keragaman DAK harian juga dipengaruhi oleh keputusan manajemen PJT II yang mengelola ketiga waduk, terutama bila dikaitkan dengan pemenuhan kebutuhan air untuk irigasi sawah di daerah hilir. Namun demikian, kecilnya keragaman DAK harian dalam musim mengindikasikan bahwa kebutuhan air untuk pertanian padi di wilayah hilir masih dapat dipasok melalui
outlet turbin.
Gambar 26. Keragaman DAK harian DAS Citarum Wilayah Hulu periode 1993 – 2003. (Keterangan : MK = musim kemarau (April-September), MH = musim hujan (Oktober-Maret), mean-stdev = rerata dikurangi simpangan baku, mean = rerata, mean+stdev = rerata ditambah simpangan baku, stdev = simpangan baku).
116
Tabel 22. Rata-rata VAK tahunan dan perubahannya di 3 PLTA (1993-2003).
Tahun PLTA (juta m³) Total
(juta m³) Saguling Cirata Jatiluhur
1993 3030,49 5812,39 7277,20 16120,08 1994 2915,23 5887,35 6523,06 15325,64 1995 2507,14 5176,79 6105,08 13789,01 1996 2407,24 5136,43 5356,09 12899,77 1997 1445,99 3161,02 4285,19 8892,20 1998 3582,20 6308,96 5688,37 15579,53 1999 2535,38 4986,86 4824,53 12346,77 2000 2446,10 5,055,04 5021,81 12522,94 2001 3222,18 5771,95 6019,51 15013,64 2002 2479,80 5007,79 5638,28 13125,87 2003 1924,50 3711,14 3982,69 9618,33 Rata-rata 2590,57 5092,34 5520,16 13203,07 Persentase 19,62 38,57 41,81 100,00
Dari Tabel 22 diketahui bahwa VAK yang digunakan untuk memutar turbin pada masing-masing PLTA adalah 2590,57 juta m3 (PLTA Saguling), 5092,34 juta m3 (PLTA Cirata), 5520,16 juta m3 (PLTA Jatiluhur) dan total 3 PLTA 13203,07 juta m3, dengan laju penurunan VAK berturut-turut 4,27% (110,60 juta m3), 4,13% (210,13 juta m3), 5,97% (329,45 juta m3) dan 4,92% (650,18 juta m3) setiap tahun. Dari hasil sidik ragam (anova) sebagaimana pada Tabel 23 dapat disimpulkan bahwa VAK di PLTA Jatiluhur berbeda nyata dengan PLTA lainnya.
Berdasarkan hasil uji-t (Tabel 23) dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang kuat antara DAK dengan VAK, ditunjukkan dengan angka korelasi sebesar 0,997 (PLTA Saguling), 0,997 (PLTA Cirata) dan 0,997 (PLTA Jatiluhur). Variabel DAK berpengaruh nyata terhadap VAK di semua PLTA. Hal ini dibuktikan dengan nilai t-hitung yang lebih besar dari t-tabel (1.96). Pengaruh DAK terhadap VAK adalah sebesar 2.572.066 (PLTA Saguling), 2.581.403 (PLTA Cirata), 2.616.895 (PLTA Jatiluhur) dan 2.584.969 (3 PLTA). Dengan kata lain, setiap peningkatan 1 m³/dt DAK akan menyebabkan peningkatan VAK sebesar 2.572.066 m³ (PLTA Saguling), 2.581.403 m³ (PLTA Cirata), 2.616.895 m³ (PLTA Jatiluhur) dan 2.584.969 m³ (3 PLTA). Grafik hubungan antara CH, DAK dan VAK di ketiga PLTA disajikan pada Gambar 27, 28 dan 29.
117
CH_DAK_VAK PLTA Saguling
0 2000 4000 6000 8000 10000 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 tahun 0 50 100 150 200 CH (mm/th) DAK (m3/dt/hr) VOL (juta m3/th) Tabel 23. Uji-t pengaruh DAK terhadap VAK 3 PLTA.
No Parameter PLTA 3 PLTA
Saguling Cirata Jatiluhur
1. Korelasi 0,997 0,997 0,997 0,996 2. R kuadrat 0,995 0,994 0,994 0,993 3. Konstanta 4.012.673 6.833.500 1.961.124 2E+007 4. Koefisien 2.572.066 2.581.403 2.616.895 2.584.969 5. Nilai t 156,350* 145,804* 142,972* 130,595* 6. Signifikansi 0,000 0,000 0,000 0,000
Keterangan : *berpengaruh nyata pada signifikansi 0,05. t tabel = 1.96.
Gambar 27. Grafik curah hujan, debit air keluar (DAK), dan volume air keluar (VAK) PLTA Saguling.
Secara umum dapat disimpulkan bahwa hubungan CH, DAK dan VAK di ketiga PLTA memiliki karakteristik yang relatif homogen. Hal ini dapat terjadi disebabkan DAK dan VAK yang keluar dari outlet turbin (yang dipergunakan untuk memutar turbin) diatur dan direncanakan sesuai dengan kapasitas sumberdaya air yang tersedia dalam waduk dan keputusan direksi pengelola (PJT II).
118
CH_DAK_VAK PLTA Cirata
0 2000 4000 6000 8000 10000 1 993 1 994 1 995 1 996 1 997 1 998 1 999 2 000 2 001 2 002 2 003 tahun 0 100 200 300 400 500 600 700 800 CH (mm/th) DAK (m3/dt/hr) VOL (juta m3/th)
CH_DAK_VAK PLTA Jatiluhur
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 tahun 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 CH (mm/th) DAK (m3/dt/hr) VOL (juta m3/th)
Gambar 28. Grafik curah hujan, debit air keluar (DAK), dan volume air keluar (VAK) PLTA Cirata.
Gambar 29. Grafik curah hujan, debit air keluar (DAK), dan volume air keluar (VAK) PLTA Jatiluhur.
b. Tinggi Duga Muka Air
Volume air dalam waduk dapat juga dihitung berdasarkan tinggi duga muka air (DMA) dan volume air dipengaruhi oleh dead storage (kapasitas tampungan mati) dan effective atau life storage (kapasitas tampungan efektif). Semakin tinggi DMA semakin besar volume air yang tersimpan di dalam waduk
119
dengan asumsi laju sedimentasi sangat rendah. Pada Tabel 24 disajikan DMA pada ketiga waduk.
Tabel 24. Rata-rata tinggi DMA Waduk Saguling, Cirata dan Jatiluhur.
Tahun DMA Waduk (m dpl)
Saguling Cirata Jatiluhur
1993 637,36 215,64 108,55 1994 636,6 215,91 101,24 1995 634,61 216,65 100,95 1996 631,76 213,81 101,44 1997 630,67 210,67 93,26 1998 635,95 214,6 97,14 1999 636,67 214,61 99,25 2000 635,58 213,2 98,28 2001 651,56 215,04 102,62 2002 635,04 213,65 100,32 2003 630,58 209,03 85,82 Rata-Rata 636,035 213,892 98,988
Dari tabel tersebut terlihat bahwa tinggi DMA di ketiga waduk mengalami penurunan per tahun yang bervariasi yaitu Waduk Saguling 0,678 m, Waduk Cirata 0,661 m dan Waduk Jatiluhur 2,273 m. Penurunan DMA sebesar itu perlu diwaspadai mengingat perbedaan antara DMA rata-rata dengan DMA batas operasi ketiga waduk tidak besar (7,792 m – 23,988 m). Apabila penurunan DMA tersebut terus berlangsung dikhawatirkan DMA batas operasi akan tercapai dan menghentikan fungsi waduk sebagai pembangkit energi listrik. Apabila diasumsikan laju sedimentasi waduk sangat rendah, maka dalam waktu yang singkat DMA batas operasi akan tercapai (Waduk Saguling 14,8 tahun, Waduk Cirata 11,78 tahun dan Waduk Jatiluhur 10,55 tahun) sebagai akibat penurunan volume air dalam waduk yang terus berlangsung, walaupun perencanaan tingkat produksi listrik disesuaikan dengan ketersediaan air dalam waduk dan keputusan manajemen Indonesia Power. Pengaturan tingkat produksi energi listrik tersebut sangat diperlukan mengingat ketiga waduk merupakan waduk seri (cascade) dan banyaknya jenis penggunaan air terutama untuk memenuhi kebutuhan irigasi pertanian, kebutuhan industri, PDAM dan lain sebagainya di wilayah hilir seperti Kabupaten Karawang, Bekasi, Subang, Indramayu dan DKI Jakarta. Keadaan
120
kritis tersebut telah menyebabkan kurang maksimalnya PLTA berproduksi bahkan tidak beroperasi sama sekali, terutama pada musim kemarau. Frekuensi terjadinya DMA kritis di ketiga waduk disajikan pada Tabel 25, dan secara grafis pada Gambar 30.
Tabel 25. Frekuensi Terjadinya DMA Kritis
No Tahun Produksi
Jumlah Hari
Frekuensi DMA harian/tahun
Saguling Cirata Jatiluhur
Kali (%) Kali (%) Kali (%)
1 1993 365 23 6,30 0,00 0,00 2 1994 365 28 7,67 1 0,27 0,00 3 1995 365 14 3,84 0,00 0,00 4 1996 366 5 1,37 0,00 0,00 5 1997 365 51 13,97 8 2,19 0,00 6 1998 365 0,00 0,00 0,00 7 1999 365 0,00 0,00 0,00 8 2000 366 5 1,37 0,00 0,00 9 2001 365 4 1,10 0,00 0,00 10 2002 365 40 10,96 0,00 0,00 11 2003 365 36 9,86 0,00 0,00 206 9 0
(Keterangan : Batas bawah operasi Waduk Saguling + 626,00 m, Waduk Cirata + 206,10 m, dan Waduk Jatiluhur + 75,00 m di atas permukaan laut).
Dari Tabel 25 tersebut, diketahui bahwa selama periode 1993 – 2003, PLTA Saguling mengalami 206 kali (frekuensi) tidak beroperasi maksimal dan pada tahun 1997 dan 2002 merupakan kejadian tertinggi (51 dan 40 kali) dalam setahun, disusul oleh PLTA Cirata sebanyak 9 kali ( 8 kali pada tahun 1997). Tingginya frekuensi tidak beroperasinya PLTA secara maksimal pada tahun 1997 disebabkan rendahnya volume air waduk (rendahnya CH pada tahun dimaksud) karena merupakan tahun terjadinya El-Nino. Disisi lain, PLTA Jatiluhur tidak mengalami DMA kritis. Hal ini terjadi dikarenakan pengelolaan 3 waduk merupakan cascade (seri) yang kewenangan pengelolaannya diberikan kepada PJT II dan posisinya berada pada paling bawah. PJT II dapat meminta kepada PLTA Saguling dan PLTA Cirata untuk mengirimkan air baik untuk kebutuhan PLTA Jatiluhur sendiri maupun terutama untuk memenuhi kebutuhan irigasi pertanian di wilayah hilir.
121 DMA Saguling 600 610 620 630 640 650 660 Ja n Fe b Ma r Ap r Ma y Ju n Jul Aug Sep Oc t No v De c Bulan (m d pl ) DMA DMA Minimum DMA Efektif DMA Cirata 190.00 195.00 200.00 205.00 210.00 215.00 220.00 225.00 Jan Feb Ma r Ap r Ma y Jun Jul Aug Sep Oc t No v De c Bulan (m dpl ) DMA DMA Minimum DMA Efektif DMA Jatiluhur 60 70 80 90 100 110 120 Jan Feb Ma r Ap r Ma y Jun Jul Aug Sep Oct No v De c Bulan (m dpl ) DMA DMA Minimum DMA Efektif
Gambar 30. Grafik DMA rata-rata bulanan pada musim kemarau (April-September) dan musim hujan (Oktober-Maret) di ketiga waduk pada periode 1993 – 2003. (Keterangan : Batas bawah operasi Waduk Saguling + 626,00 m, Waduk Cirata + 206,10 m, dan Waduk Jatiluhur + 75,00 m di atas permukaan laut).
Dari Gambar 30 diketahui pula bahwa PLTA Saguling mengalami DMA diatas batas operasi (DMA banjir) yang terjadi pada bulan Maret – Mei. Pengelola Waduk Saguling mengeluarkan air dengan membuka saluran pengeluaran
122
(spillway) baik diminta oleh PJT II maupun tidak. Akan tetapi, PLTA Saguling mengalami masalah DMA kritis pada bulan Oktober – November setiap tahun selama periode pengamatan (1993 – 2003). Pada pertengahan bulan Juni – Agustus merupakan masa DMA kritis bagi PLTA Cirata, karena pada bulan-bulan tersebut PLTA Cirata tidak dapat beroperasi secara maksimal bahkan tidak dapat beroperasi. Naiknya DMA Waduk Cirata pada menjelang September (bulan kemarau) disebabkan adanya kiriman air dari Waduk Saguling. Rendahnya DMA operasi Waduk Jatiluhur pada musim hujan dan musim kemarau lebih disebabkan adanya kebijakan PJT II untuk mengutamakan pemenuhan irigasi pertanian padi sawah di wilayah hilir (musim tanam rendeng dan gadu). Walaupun secara umum ketiga waduk pada periode pengamatan 1993 – 2003 masih berada pada selang batas operasi, namum kecenderungan penurunan tinggi DMA dari waktu ke waktu terus berlangsung. Kondisi tersebut sangat mengkhawatirkan keberlanjutan produksi energi listrik di masa-masa yang akan datang.
5.4.3. Pendugaan Perubahan Debit dan Volume Air Akibat Perubahan Penutup Lahan Dengan Simulasi GR4J.
a. Validasi model GR4J tahun 1993 dan tahun 2003
Karakteristik hidrologis dapat dipelajari lebih lanjut dengan prediksi melalui aplikasi model simulasi GR4J. Untuk mendapatkan parameter model dilakukan validasi dengan menggunakan data tahun 1993. Data yang dibutuhkan meliputi data curah hujan, evaporasi (ETP) harian dan debit air masuk lokal (DAML) harian. Data ETP diambil dari hasil pengukuran UBP Saguling terhadap waduk Saguling, curah hujan dan debit diambil dari hasil pengukuran masing-masing Sub DAS (secara rinci dapat dilihat pada Bab 5.3.1). Hasil validasi parameter model tahun 1993 dan 2003 Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu memiliki koefisien Nash lebih besar dari 50%. Untuk membandingkan dua DAS (DAS inisial 1993 dengan DAS simulasi 2003), koefisien kemiripan (Nash) sering digunakan (Andresian et.al, 2003). Menurut Perrin et.al (2003), wilayah DAS yang memiliki Koefisien Nash lebih besar dari 50% dapat menggambarkan kemiripan antara data pengukuran dan hasil simulasi.
123
Dengan kata lain, model yang dibangun dapat menjelaskan keadaan nyata (fakta). Parameter model hasil validasi disajikan pada Tabel 26.
Tabel 26. Parameter model hasil validasi berdasarkan data Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu 1993.
No Parameter Satuan Sub DAS Saguling
DAS Citarum Wilayah Hulu
1993 2003 1993 2003 1. X1 Kapasitas maksimum
simpanan produksi mm 84,14 2270,89 2472,87 2085,28
2. X2 Koefisien tukar air mm 7,23 1,15 6,47 1,00
3. X3 Kapasitas maksimum
simpanan pengalihan mm 256,59 61,71 198,81 48,49
4. X4 Waktu dasar hidrograf
satuan hari 1,41 2,13 0,51 1,17
Dari hasil simulasi GR4J diperoleh informasi bahwa DAML Sub DAS Saguling mengalami penurunan per tahun sebesar 2,62 m3/dt, sub DAS Cirata naik 0,24 m3/dt, sub DAS Jatiluhur naik 0,12 m3/dt dan DAS Citarum Wilayah Hulu naik sebesar 1,48 m3/dt selama 10 tahun (1993-2003), atau -2,62 m3/dt (Sub DAS Saguling) dan 1,48 m3/dt (DAS Citarum Wilayah Hulu) per tahun. Penurunan DAML tersebut kemungkinan disebabkan oleh perubahan kondisi penutup lahan (biofisik) di wilayah yang bersangkutan. Hasil simulasi terhadap DAML di DAS disajikan pada Tabel 27. Hasil analisis uji-t menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang nyata antara debit pengukuran dengan debit hasil simulasi di Sub DAS Saguling. (t-hit < t tab 1,96). Hal ini berarti bahwa hasil pengukuran debit dengan simulasi menyerupai hasil pengukuran secara langsung di waduk Saguling. Demikian pula di DAS Citarum Wilayah Hulu, analisis menunjukkan tidak terdapat perbedaan nyata antara debit pengukuran dengan debit hasil simulasi. Hal ini dapat dilihat dari nilai t-hit < t tab (-0,072 < 1,96). Dengan kata lain hasil pengukuran debit dengan simulasi menyerupai hasil pengukuran secara langsung. Karakteristik DAML simulasi DAS Citarum Wilayah Hulu disajikan pada Gambar 31.
124
Tabel 27. Perbandingan antara debit pengukuran dan simulasi Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu.
Keterangan : DP=debit pengamatan. DS=debit simulasi
Pada Gambar 32 disajikan grafik hubungan DAML simulasi 1993 dengan simulasi 2003 DAS Citarum Wilayah Hulu. Dari Gambar 30 tersebut dapat disimpulkan bahwa DAML simulasi tahun 1993 memiliki karakter yang relatif homogen dengan simulasi tahun 2003 dan DAML 1993 lebih besar daripada DAML 2003. Hal ini menunjukkan terjadinya penurunan DAML selama periode pengamatan (1993-2003), yang diduga disebabkan oleh degradasi kualitas lingkungan wilayah hulu DAS Citarum. Sedangkan dari Gambar 32 diperoleh informasi bahwa terdapat hubungan yang sangat kuat antara DAML simulasi tahun 1993 dengan 2003 yang dibuktikan dengan nilai korelasi (R²) yang di atas 50% kecuali sub DAS Jatiluhur.
NO
Debit pengukuran dan debit simulasi (m³/dt)
Saguling Cirata Jatiluhur DAS Citarum
DP DS DS- DP DP DS DS- DP DP DS DS-DP DP DS DS- DP 1 110,03 100,20 -9,83 97,52 100,18 2,67 84,00 86,39 2,39 291,25 295,04 3,78 2 98,19 96,60 -1,59 95,75 91,30 -4,45 61,63 65,83 4,19 255,37 262,99 7,62 3 93,02 94,24 1,23 91,05 91,15 0,10 35,36 34,12 -1,24 219,31 221,33 2,02 4 95,26 95,38 0,12 89,25 93,94 4,69 46,64 45,99 -0,65 230,99 235,67 4,68 5 53,94 51,56 -2,38 57,55 57,71 0,16 53,08 52,86 -0,22 164,39 166,65 2,27 6 127,66 128,58 0,92 97,29 98,66 1,38 17,97 18,35 0,38 242,86 239,50 -3,36 7 85,67 86,53 0,87 83,72 83,71 -0,01 11,21 11,62 0,41 180,55 185,36 4,81 8 79,61 81,28 1,66 69,21 69,09 -0,11 8,21 7,60 -0,61 157,00 155,35 -1,64 9 110,27 85,58 -24,68 100,89 97,75 -3,14 15,68 15,35 -0,34 226,79 221,27 -5,51 10 76,89 78,79 1,90 77,07 78,36 1,29 22,03 20,82 -1,22 175,91 173,63 -2,28 11 65,13 68,15 3,02 61,78 61,85 0,07 10,24 8,50 -1,74 137,11 140,96 3,84 Rata-rata 90,51 87,90 -2,62 83,73 83,97 0,24 33,28 33,40 0,12 207,41 208,89 1,48 Jumlah QS-QP -31,39 2,88 1,49 17,70
125
Karakteristik DAML Simulasi Sub DAS Saguling Tahun 1993 dan 2003
0 5 10 15 20 25 30 1 117 233 349 465 581 697 813 929 1045 1161 1277 1393 1509 1625 1741 1857 1973 2089 2205 2321 2437 2553 2669 2785 2901 3017 3133 3249 3365 3481 3597 3713 3829 3945 Hari D A M L (m m ) DAML 1993 DAML 2003
Karakteristik DAML Simulasi Sub DAS Cirata Tahun 1993 dan 2003
0 20 40 60 80 100 120 140 160 1 118 235 352 469 586 703 820 937 1054 1171 1288 1405 1522 1639 1756 1873 1990 2107 2224 2341 2458 2575 2692 2809 2926 3043 3160 3277 3394 3511 3628 3745 3862 3979 Hari D A M L (m m ) DAML 1993 DAML 2003
Karakteristik DAML Simulasi Sub DAS Jatiluhur Tahun 1993 dan 2003
0 10 20 30 40 50 60 70 1 117 233 349 465 581 697 813 929 1045 1161 1277 1393 1509 1625 1741 1857 1973 2089 2205 2321 2437 2553 2669 2785 2901 3017 3133 3249 3365 3481 3597 3713 3829 3945 Hari D A M L (m m ) DAML 1993 DAML 2003
Karakteristik DAML Simulasi DAS Citarum Tahun 1993 dan 2003
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 117 233 349 465 581 697 813 929 1045 1161 1277 1393 1509 1625 1741 1857 1973 2089 2205 2321 2437 2553 2669 2785 2901 3017 3133 3249 3365 3481 3597 3713 3829 3945 Hari D A M L (m m ) DAML 1993 DAML 2003
Gambar 31. Karakteristik DAML DAS Citarum Wilayah Hulu pada simulasi GR4J dengan menggunakan parameter model hasil validasi tahun 1993 dan 2003.
126
Hubungan DAML Sub DAS Saguling tahun 1993 dan 2003 hasil simulasi
y = 0.3574x + 0.9907 R2 = 0.737 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 DAM L ( m m ) Series1 Linear (Series1)
Hubungan DAML Sub DAS Cirata tahun 1993 dan 2003 hasil simulasi
y = 1.4265x - 3.4463 R2 = 0.9302 0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 120 140 DAM L ( m m ) Series1 Linear (Series1)
Hubungan DAML Sub DAS Jatiluhur tahun 1993 dan 2003 hasil simulasi
y = 0.4861x - 2.129 R2 = 0.3068 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 DA ML ( m m ) Series1 Linear (Series1)
Hubungan DAML DAS Citarum tahun 1993 dan 2003 hasil simulasi
y = 0.8933x - 0.6482 R2 = 0.8437 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 DAM L ( m m ) Series1 Linear (Series1)
Gambar 32. Hubungan DAML Simulasi DAS Citarum Wilayah Hulu Tahun 1993 dan 2003.
b. Neraca Air DAS Citarum Wilayah Hulu Hasil Simulasi
Untuk menduga volume air yang terdapat di DAS Citarum Wilayah Hulu, dilakukan simulasi terhadap debit pengukuran maupun debit simulasi dikali luas masing-masing wilayah. VAML hasil simulasi 1993-2003 adalah 7,426 milyar m³ atau 658,746 juta m³ (DAS Citarum Wilayah Hulu) dan 3,049 milyar m3 atau 907,32 juta m3 (Sub DAS Saguling) per tahun. Jumlah selisih QS-QP Sub DAS Saguling adalah sebesar 907,32 juta m3 dan DAS Citarum Wilayah Hulu 511,82 juta m3. Penurunan DAML dan VAML tersebut diduga disebabkan adanya perubahan kondisi penutup lahan (biofisik) di wilayah hulu DAS Citarum Wilayah Hulu. Hasil simulasi tersebut disajikan pada Tabel 28.
127
Tabel 28. Hasil simulasi VAML Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu.
No Tahun Sub DAS Saguling ( juta m³) DAS Citarum Wil. Hulu (juta m³)
QP QS QS-QP QP QS QS-QP 1 1993 3.469,75 3.159,79 -309,96 9.185,00 9.304,30 119,30 2 1994 3.096,55 3.046,31 -50,25 8.053,27 8.293,60 240,33 3 1995 2.933,36 2.972,05 38,70 6.916,02 6.979,87 63,86 4 1996 3.004,24 3.008,04 3,80 7.284,64 7.432,18 147,54 5 1997 1.701,11 1.626,00 -75,11 5.184,14 5.255,62 71,48 6 1998 4.025,86 4.054,83 28,97 7.658,72 7.552,79 -105,93 7 1999 2.701,53 2.728,83 27,30 5.693,96 5.845,56 151,60 8 2000 2.510,71 2.563,12 52,41 4.951,05 4.899,25 -51,80 9 2001 3.477,43 2.699,00 -778,43 7.151,95 6.978,12 -173,83 10 2002 2.424,69 2.484,59 59,90 5.547,58 5.475,61 -71,97 11 2003 2.053,90 2.149,25 95,36 4.323,94 4.445,18 121,24 Jumlah 31.399,12 30.491,80 -907,32 71.950,25 72.462,07 511,82 Rata-Rata 2.854,47 2.771,98 -82,48 6.540,93 6.587,46 46,53
Keterangan : QP = VAML pengukuran, QS = VAML simulasi.
Hasil analisis statistik menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang nyata antara volume pengukuran dengan volume hasil simulasi di Sub DAS Saguling. Hal ini dapat dilihat dari nilai t-hitung < t-tabel (0,300 < 1,96). Hal ini menunjukkan bahwa hasil pengukuran volume dengan volume simulasi menyerupai hasil pengukuran secara langsung di waduk Saguling. Hasil analisis menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang nyata antara volume pengukuran dengan volume hasil simulasi di DAS Citarum Wilayah Hulu. Hal ini dapat dilihat dari nilai t-hitung < t-tabel (-0,072 < 1,96). Dengan demikian hasil pengukuran volume dengan volume simulasi menyerupai hasil pengukuran secara langsung. Melalui uji statistik tersebut diketahui bahwa nilai DAML dan VAML pengukuran dan simulasi menyerupai hasil pengukuran langsung di lapangan. Dengan demikian, simulasi yang dibangkitkan berdasarkan validasi parameter model tahun 1993 (inisial) mampu menjelaskan parameter model tahun 2003 (simulasi). Perbedaan (selisih) DAML dan VAML antara 2003 dan 1993 diduga disebabkan oleh perubahan kondisi penutup lahan di wilayah hulu DAS. Grafik volume air hasil simulasi ditampilkan pada Gambar 33.
128 -1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Tahun V A M L S im u lasi ( ju ta m 3) QP SGL QS SGL QP CRT QS CRT QP JTL QS JTL
Gambar 33. Grafik volume air berdasarkan hasil simulasi GR4J (QS93 – QP03).
5.4.4. Volume Sedimen
a. Berdasarkan hasil pemeruman (pengukuran)
Tingkat sedimentasi pada badan air (sungai dan waduk) dapat dijadikan ukuran kondisi biofisik lahan di wilayah hulu terutama penutup lahannya (land coverage). Pengolahan data terhadap laju sedimentasi dari hasil pemeruman di waduk Saguling, Cirata dan Jatiluhur disajikan pada Tabel 29 dan Gambar 34. Sedimentasi merupakan proses alam yang mengendapkan butiran atau partikel tanah atau batuan sebagai akibat terjadinya erosi. Laju sedimentasi dapat diperoleh dengan menghitung total volume sedimen dibagi dengan luas Sub DAS dibagi jumlah tahun. Dari ketiga Tabel tersebut diketahui bahwa laju sedimentasi waduk Saguling sejak tahun 1985 s/d 2004 rata-rata sebesar 1,286 mm/th, waduk Cirata sejak tahun 1987 s/d 2002 rata-rata sebesar 1,607 mm/th dan waduk Jatiluhur sejak tahun 1987 s/d 2000 rata-rata sebesar 0,361 mm/th.
129
Tabel 29. Perkembangan volume sedimen di tiga waduk .
No Tahun Akumulasi volume sedimen waduk (juta m³)*
Saguling Selisih Cirata Selisih Jatiluhur Selisih Total Selisih
1 1993 25,57 4,16 21,93 6,39 487,50 12,25 535,00 22,80 2 1994 29,73 4,18 28,32 0,00 499,75 12,25 557,80 16,43 3 1995 33,91 4,17 28,32 6,39 512,00 2,00 574,23 12,56 4 1996 38,08 4,10 34,71 12,78 514,00 2,00 586,79 18,88 5 1997 42,18 4,14 47,49 5,11 516,00 2,00 605,67 11,25 6 1998 46,32 4,14 52,60 5,11 518,00 2,00 616,92 11,25 7 1999 50,45 4,69 57,71 5,11 520,00 2,00 628,16 11,80 8 2000 55,14 4,30 62,82 5,87 522,00 2,00 639,96 12,17 9 2001 59,44 4,19 68,69 3,23 524,00 2,00 652,13 9,42 10 2002 63,63 3,81 71,92 5,00 526,00 2,00 661,55 2,00 11 2003 67,44 - 76,92 - 528,00 - 663,55 - Rata-rata/th 46.54 4,19 50,13 5,50 515,20 4,05 611,07 12,86
Keterangan : * Pengolahan data sedimen hasil pemeruman (pengukuran).
Laju sedimentasi waduk Jatiluhur periode 1964-1987 sangat tinggi (3,811 mm/th) disebabkan belum beroperasinya waduk Saguling dan Cirata (Saguling beroperasi 1987 dan Cirata beroperasi tahun 1988), secara drastis menurun 1987 s/d 1995 menjadi 0,830 mm/th dan 0,056 mm/th pada 1995 - 2000 atau 0,361 mm/th (1987-2000). Akumulasi Sedimen 0 125 250 375 500 625 750 1 993 1 994 1 995 1 996 1 997 1 998 1 999 2 000 2 001 2 002 2 003 Tahun S e di m e n ( jut a m 3 ) Saguling Cirata Jatiluhur Total
Gambar 34. Perkembangan volume sedimen waduk hasil pemeruman tahun 1993 - 2003. Keterangan : Sedimen Citarum Wilayah Hulu = total sedimen di 3 waduk. (data merupakan hasil pengolahan)
130
Tingkat laju sedimentasi yang terjadi di waduk Saguling berada di atas ambang batas perencanaan waduk (1,0 mm/th), waduk Cirata mendekati ambang batas (1,78 mm/th) dan waduk Jatiluhur di bawah ambang batas (1,0 mm/th). Tingginya laju sedimentasi pada waduk akan menyebabkan penurunan umur pakai (service life) dari bendungan dan menurunkan produktivitas operasional turbin PLTA. Basiran (1990) menyatakan bahwa umur pakai bendungan Jatiluhur bertambah 96 tahun (menjadi 277,5 tahun) dari perencanaan semula, disebabkan telah beroperasinya waduk Saguling dan Cirata. Kedua waduk tersebut telah berfungsi sebagai penangkap sedimen (sedimen trap) sehingga memperpanjang umur pakai waduk. Umur pakai waduk diukur dari lamanya waktu yang diperlukan untuk mengisi zona tampungan mati (dead storage) bendungan.
b. Berdasarkan hasil simulasi
Sedimen pada sungai (waduk) dapat diduga dengan menggunakan volume air hasil simulasi model GR4J, dengan beberapa asumsi sebagaimana pada Tabel 30. Hasil dugaan sedimen di tiga Sub DAS yang ada di DAS Citarum wilayah hulu dan perkembangannya dari 1993 – 2003 ditampilkan pada Tabel 31.
Tabel 30. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam memperkirakan volume sedimen di DAS Citarum Wilayah Hulu.
No Penggunaan Lahan Ep Saguling EP Cirata EP Jatiluhur Ep Citarum CP SDR 1 Hutan 0,13 0,24 0,14 0,17 0,01 0,32
2 Sawah Tadah Hujan 0,33 0,4 1,45 0,62 0,02 0,32
3 Sawah Irigasi 0,33 0,4 1,45 0,59 0,02 0,32
4 Permukiman 0,03 0,02 0,15 0,05 0,00 0,32
5 Kebun/Perkebunan 8,40 15,4 36,86 18,66 0,12 0,32
6 Tegalan 22,02 61,31 40,05 34,76 0,23 0,32
Sumber :
1. Erosi permukaan pada soil pan (Ep) sama dengan erosi permukaan lapang, berdasarkan penelitian Sutono et. al (2003) di DAS Citarum.
2. Volume air permukaan satu periode hujan (Ro) sama dengan volume air masuk lokal hasil simulasi model GR4J.
3. Faktor tanaman dan konservasi tanah (CP), berdasarkan hasil penelitian Abdurahman et. al
(1984), Ambar dan Syafrudin (1979) serta EXSA dan ECI (1989) dalam Asdak (2004) dan Amarjan (2003).
4. Luas Sub DAS (A) sama dengan luas masing-masing Sub DAS atau luas per penggunaan lahan sesuai dengan hasil interpretasi peta.
131
Tabel 31. Volume sedimen hasil simulasi.
No Tahun
Volume Sedimen Hasil Simulasi per Sub DAS-DAS (juta m³)
Saguling Selisih Cirata Selisih Jatiluhur Selisih Citarum Selisih Wil Hulu 1 1993 28,85 7,35 27,05 11,07 491,74 15,79 546,49 33,44 2 1994 36,20 7,31 38,12 4,68 507,52 14,57 579,94 25,93 3 1995 43,51 7,31 42,80 11,19 522,09 4,81 605,87 22,43 4 1996 50,82 6,21 53,99 16,35 526,90 5,03 628,29 26,75 5 1997 57,03 7,92 70,34 10,10 531,93 3,39 655,04 21,17 6 1998 64,95 7,06 80,44 9,68 535,32 3,13 676,21 19,64 7 1999 72,01 7,50 90,12 9,12 538,45 2,86 695,85 19,27 8 2000 79,51 7,20 99,24 11,02 541,30 3,35 715,13 21,55 9 2001 86,71 6,93 110,27 7,55 544,65 3,64 736,67 17,42 10 2002 93,64 6,30 117,82 8,72 548,29 2,91 754,10 8,98 11 2003 99,94 126,53 551,20 763,08 Rata-rata 64,83 7,11 77,88 9,95 530,85 5,95 668,79 21,66
Keterangan : Hasil simulasi, volume sedimen (ton) dapat dikonversi menjadi m3 dengan membagi sebesar 1,3 kali. Simulasi dengan menggunakan volume air masuk lokal hasil model GR4J dan rumus sedimentasi Sa’ad (2002).
Dari tabel tersebut diperoleh informasi bahwa volume sedimentasi hasil simulasi lebih tinggi bila dibandingan dengan hasil pengukuran walaupun menurut hasil simulasi GR4J, kedua wilayah (Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu) memiliki koefisien Nash-nya melebihi 50% (memiliki kemiripan yang tinggi, menurut Andressian, 2003). Dengan demikian, berkaitan dengan pendugaan volume sedimen DAS inisial 1993 memiliki perbedaan yang besar dibandingkan dengan DAS 2003 (simulasi). Dari hasil pengolahan data pemeruman (pengukuran) dan simulasi didapatkan informasi bahwa laju sedimentasi yang terjadi di Sub DAS Saguling adalah 4,19 – 7,11 juta m3/th, Sub DAS Cirata 5,50 – 9,95 juta m3/th, Sub DAS Jatiluhur 4,05 – 5,95 juta m3/th dan DAS Citarum Wilayah Hulu 12,86 – 21,66 juta m3/th. Laju sedimentasi Waduk Saguling sebesar 4,19 juta m3/th tersebut sesuai dengan pendapat Asdak (2007) yang menyatakan bahwa rata-rata laju sedimentasi di waduk Saguling adalah sebesar 4,0 juta m3/th. Grafik perbandingan antara volume sedimen hasil pemeruman (3 waduk) dengan volume sedimen hasil simulasi (Sub DAS Saguling, Sub DAS Cirata, Sub DAS Jatiluhur dan DAS Citarum Wilayah Hulu, 1993-2003) berdasarkan tahun inisial 1993 disajikan pada Gambar 35.
132
Perbandingan Sedimen Pemeruman-Simulasi Saguling 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 T a hun SP SS
Perbandingan Sedimen Pemeruman-Simulasi Cirata
0 20 40 60 80 100 120 140 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 Tahun S e di m e n ( jut a m 3 ) SP SS
Perbandingan Sedimen Pemeruman-Simulasi Jatiluhur
440 460 480 500 520 540 560 1993 1994 1995 1996 1997Tahun1998 1999 2000 2001 2002 2003 S e d ime n ( ju ta m3 ) SP SS
Perbandingan Sedimen Pemeruman-Simulasi Citarum
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1993 1994 1995 1996 1997 Tahun1998 1999 2000 2001 2002 2003 S e di m e n ( jut a m 3 ) SP SS
Gambar 35. Grafik perbandingan antara volume sedimen hasil pemeruman (3 waduk) dengan volume sedimen hasil simulasi (Sub DAS Saguling, Sub DAS Cirata, Sub DAS Jatiluhur dan DAS Citarum Wilayah Hulu, 1993-2003) berdasarkan tahun inisial 1993.
Tingginya laju sedimentasi tersebut mengindikasikan terjadinya penurunan kualitas lingkungan DAS Citarum Wilayah Hulu sebagai akibat semakin tingginya konversi lahan hutan menjadi penggunaan lain sehingga memperluas permukaan kedap air yang menyebabkan berkurangnya infiltrasi, menurunkan pengisian air bawah tanah dan meningkatkan aliran permukaan (Pawitan, 2002 dalam Suryani et.al 2005). Sutono et.al (2003) dalam Kurnia et.al (2003) menyatakan bahwa sesuai dengan hasil penelitian pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap erosi di DAS Citarum, lahan hutan yang berubah menjadi kebun campuran meningkatkan erosi 4 – 10 ton/ha/th. Peningkatan erosi tersebut akan meningkatkan sedimen di Waduk Saguling, Cirata dan Jatiluhur.
5.5. Simpulan
CH di DAS Citarum Wilayah Hulu rata-rata pada musim kemarau adalah 118,35 mm dengan keragaman 45,08 mm dan musim hujan 246,09 mm dengan keragaman 43,85 mm. Hal ini menunjukkan adanya indikasi bahwa pada musim
133
kemarau cenderung semakin kering (keragaman besar) dan pada musim hujan cenderung semakin basah (keragaman kecil).
Debit harian air masuk lokal (DAML) periode 1993-2003 mengalami penurunan sebesar 4,67 m³/dt atau 5,15% (Sub DAS Saguling), 3,57 m³/dt atau 4,19% (Sub DAS Cirata), 7,37 m³/dt atau 21,43% (Sub DAS Jatiluhur) dan secara keseluruhan 15,62 m3/dt atau 7,42% (DAS Citarum Wilayah Hulu) per tahun. DAML DAS Citarum Wilayah Hulu pada musim kemarau adalah 151,98 m³/dt dengan keragaman 44,45 m³/dt dan musim hujan 265,40 dengan keragaman 61,64 m³/dt. Hal ini menunjukkan bahwa adanya indikasi berkurangnya fraksi hujan yang berubah menjadi debit aliran dan menurunnya luas penutup lahan hutan di wilayah hulu DAS.
Volume air masuk lokal (VAML) mengalami penurunan 153,51 juta m3 atau 5,36% (Sub DAS Saguling), 112,69 juta m³ atau 4,27% (Sub DAS Cirata), 232,45 juta m³ atau 22,17% (Sub DAS Jatiluhur) dan 498,66 juta m³ atau 7,61% (DAS Citarum Wilayah Hulu). Peningkatan 1 m³/dt DAML akan menyebabkan peningkatan VAML sebesar 2.613.474 m³ (Sub DAS Saguling), 2.626.993 m³ (Sub DAS Cirata), 2.614.727 m³ (Sub DAS Jatiluhur) dan 2.619.447 m³ (DAS Citarum Wilayah Hulu).
Rata-rata nilai rasio Qmax-min Sub DAS Saguling sebesar 63,26, Sub DAS Cirata 178,66, Sub DAS Jatiluhur 153,90 dan keseluruhan DAS Citarum Wilayah Hulu sebesar 131,94. Nilai rasio Qmax-min seperti ini mengindikasikan kondisi penutup lahan hutan di wilayah hulu DAS Citarum Wilayah Hulu sangat buruk. Penambahan luas hutan menurunkan nilai rasio Qmax-min sedangkan penambahan luas permukiman menaikkan nilai rasio Qmax-min.
Debit air keluar (DAK) harian mengalami penurunan per tahun sebesar 3,51 m³/dt atau 4,2% (PLTA Saguling), 6,66 m³/dt atau 4,05% (PLTA Cirata), 10,45 m³/dt atau 5,86% (PLTA Jatiluhur) dan 20,62 m³/dt atau 4,83% ( 3 PLTA). Volume air keluar (VAK) mengalami penurunan sebesar 110 juta m³ atau 4,27% (PLTA Saguling), 210,12 juta m³ atau 4,13% (PLTA Cirata), 329,43 juta m³ atau 5,97% (PLTA Jatiluhur) dan 650,18 juta m³ atau 4,92% (3 PLTA). DAK harian rata-rata pada musim kering di ketiga waduk berturut-turut adalah 73,35 m³/dt
134
(Saguling), 149,38 m³/dt (Cirata) dan 172,17 m³/dt (Jatiluhur), sedangkan pada musim hujan adalah 91,65 m³/dt (Saguling), 174,43 m³/dt (Cirata), dan 177,79 m³/dt (Jatiluhur). Keragaman DAK musim kemarau lebih besar daripada musim hujan. Hal ini mengindikasikan adanya keragaman yang sama pada debit air masuk lokal dan curah hujan.
Hasil simulasi terhadap DAML dan VAML menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang nyata dengan hasil pengukuran (hasil simulasi menyerupai hasil pengukuran di lapangan). Dengan kata lain, model GR4J yang dikembangkan dengan menggunakan parameter hasil validasi tahun 1993 memiliki tingkat validitas yang tinggi. Kemiripan antara simulasi dengan pengamatan ditunjukkan dengan nilai koefisien Nash lebih besar dari 50%. (Sub DAS Saguling dan DAS Citarum Wilayah Hulu). Artinya, DAS inisial 1993 memiliki kemiripan yang tinggi dengan DAS simulasi 2003. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada periode 1993-2003 terjadi penurunan debit 46,75 mm (Sub DAS Saguling) dan 88,62 mm (DAS Citarum Wilayah Hulu) per tahun. Kehilangan volume air selama 10 tahun (1993-2003) adalah 1,32 miliar m³ di Sub DAS Saguling dan 4,739 miliar m³ di DAS Citarum Wilayah Hulu. Hal ini diduga disebabkan oleh perubahan penutup lahan (kondisi biofisik) DAS Citarum Wilayah Hulu.
Laju sedimentasi yang terjadi di Sub DAS Saguling adalah 4,19 – 7,11 juta m3/th, Sub DAS Cirata 5,50 – 9,95 juta m3/th, Sub DAS Jatiluhur 4,05 – 5,95 juta m3/th dan DAS Citarum Wilayah Hulu 12,86 – 21,66 juta m3/th. Tingkat sedimentasi tersebut berada di atas ambang batas perencanaan waduk Saguling (1,0 mm/th), mendekati ambang batas waduk Cirata (1,78 mm/th) dan di bawah ambang batas perencanaan Waduk Jatiluhur (1,0 mm/th). Tingginya laju sedimentasi di ketiga waduk diduga disebabkan oleh penurunan luas penutup lahan terutama hutan dan tanaman tahunan serta peningkatan luas permukiman di masing-masing Sub DAS.
