5 BAB II
LANDASAN TEORI
II.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)
Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak sungainya, yang berfungsi untuk menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau 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 (Tikno dkk, 2016).
Sub Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah bagian dari Daerah Aliran Sungai (DAS) yang menerima air hujan dan mengalirkannya melalui anak sungai ke sungai utama. Setiap Daerah Aliran Sungai (DAS) terbagi habis dalam sub Daerah Aliran Sungai (DAS) (Tikno dkk, 2016).
II.1.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung
Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung merupakan (DAS) terbesar yang berada dibawah pengelolaan BPDAS Citarum-Ciliwung (Robo, 2018). Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung berada di dua provinsi yaitu Provinsi Jawa Barat dan DKI Jakarta merupakan salah satu dari 13 Daerah Aliran Sungai (DAS) dalam kondisi sangat kritis akibat perubahan penggunaan lahan (Suwarno dkk, 2011). Berdasarkan batas administrasi, wilayah Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung meliputi Kabupaten Bogor, Kota Bogor, Kota Depok, dan pintu air Manggarai Jakarta Selatan (Robo, 2018). Berdasarkan konsep perkembangan tanah dengan mempertimbangkan topografi sebagai faktor yang berperan aktif dalam pembentuk tanah, Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian hulu, tengah, dan hilir (Ruspendi, 2013).
Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung Hulu berada di Kabupaten Bogor.
Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung Hulu terdiri dari 7 (tujuh) Sub Daerah Aliran
6
Sungai (DAS) antara lain adalah, Cibalok, Ciesek, Ciliwung Hulu, Cisarua, Ciseuseupan, Cisukabirus, dan Cisuren.
II.1.2 Daerah Resapan Air
Daerah resapan air berkaitan erat sebagai tempat masuknya air hujan ke dalam tanah sehingga memberikan kontribusi pada penambahan secara temporal atau permanen pada cadangan air tanah. Efektivitas daerah resapan air ditentukan oleh empat faktor yaitu kemampuan daya serap air, yang mana terkait dengan kemauan infiltrasi tanah yang ditentukan berdasarkan jenis tanah dan tipe penggunaan lahan, potensi karakteristik curah hujan, tipe penggunaan lahan, dan aliran sungai (Sya'idah, 2015).
Peristiwa peresapan air ke dalam tanah melalui dua proses yaitu infiltrasi (pergerakan air dari atas ke dalam permukaan tanah) dan perlokasi (gerakan air ke bawah dari zona tidak jenuh ke dalam zona jenuh air) (Wibowo, 2006). Infiltrasi berperan penting dalam proses pengisian kembali lengas tanah dan air tanah dengan faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah genangan di permukaan tanah, kadar air dalam tanah, pemadatan tanah, vegetasi, struktur tanah, kemiringan lahan, penutupan atau penggunaan lahan (Sya'idah, 2015). Tingkat infiltrasi yang tinggi secara umum berkisar antara 8-12 mm/jam (Ideawati, dkk. 2015)
II.1.3 Limpasan atau Runoff
Runoff merupakan istilah yang digunakan untuk aliran yang mengalir diatas permukaan tanah (Sya'idah, 2015). Runoff atau limpasan adalah suatu proses berubahnya air hujan menjadi aliran permukaan yang merupakan variabel hidrologi yang sangat penting dalam menunjang kegiatan pengembangan sumber daya air (Tikno dkk, 2016).
Aliran permukaan bagian dari curah hujan yang tidak terinfiltrasi, mengalir di permukaan tanah menuju sungai, danau, dan lautan. Aliran permukaan mengangkut bagian-bagian tanah akibat erosi yang mengalir ke sungai, danau, atau laut berupa aliran yang mengalir diatas permukaan tanah (Sya'idah, 2015).
7
II.1.4 Delineasi Batas Daerah Aliran Sungai (DAS)
Deliniasi batas Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu proses penentuan batas Daerah Aliran Sungai (DAS) atau Sub Daerah Aliran Sungai (DAS) berdasarkan karakteristik hidrologi suatu bentang alam yang kegunaannya seperti mengetahui bentuk hidrograf debit puncak, digunakan dalam analisis banjir, dan perencanaan manajemen sumber daya air (Wibowo, 2006). Deliniasi batas Daerah Aliran Sungai (DAS) dilakukan dengan menggunakan data Digital Elevation Models (DEM) yang disusun berdasarkan data ketinggian pada peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) (Listyarini dkk, 2018).
II.2 Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan dan penutup lahan penting dalam berbagai kegiatan perencanaan dan pengelolaan yang berhubungan dengan permukaan bumi (M. Laka dkk, 2017). Istilah penggunaan lahan (land use) berbeda dengan istilah penutup lahan (land cover). Penggunaan lahan merupakan campur tangan manusia baik secara permanen atau periodik terhadap lahan dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan, baik kebutuhan kebendaan, spiritual maupun gabungan keduanya (Lestari dan Arsyad 2018), dan penutup lahan berkaitan dengan jenis kenampakan yang ada di permukaan bumi (M. Laka dkk, 2017).
Faktor yang mempengaruhi penggunaan lahan antara lain yaitu faktor lereng dan ketinggian tempat, jenis-jenis bahan induk yang menentukan tingkat kesuburan lahan, jumlah penduduk, penyebaran penduduk, dan profesi serta tingkat penggunaan lahan dapat berpengaruh terhadap pola penggunaan lahan dan pemusatan penduduk (Sya'idah, 2015). Menurut Undang-Undang Republik Indonesia (UU RI No. 24 Tahun 1992 tentang Penataan Ruang), sistem penggunaan lahan terbagi menjadi dua tipe atau dua jenis yaitu penggunaan lahan untuk fungsi lindung dan fungsi budidaya. (Sya'idah, 2015).
Klasifikasi penggunaan dan penutup lahan diperlukan untuk inventarisasi, yang mana klasifikasi merupakan suatu proses pengelompokan data yang bersifat induktif sebagai generalisasi secara sistematik dari suatu objek atau fenomena, dan sisanya
8
dilakukan atas dasar kesamaan sifat dan atas dasar kriteria-kriteria atribut tertentu (Nurfatimah, 2020).
Tabel II. 1 Penggunaan Lahan Menurut BAPLAN Departemen Kehutanan Tahun 2001 (Savitri dan Pramono, 2017)
No. Kelas Penggunaan
Lahan Keterangan
1 Hutan lahan kering primer
Seluruh kenampakan hutan belum menampakan penebangan, termasuk vegetasi rendah alami yang tumbuh di atas batuan masif
2 Hutan lahan kering sekunder
Seluruh kenampakan hutan telah menampakkan bekas tebangan (kenampakan alur dan bercak penebangan). Bekas penebangan yang parah tapi tidak termasuk dalam area Hutan Tanaman Industri (HTI), perkebunan atau pertanian, hal demikian dimasukkan dalam lahan terbuka
3 Hutan tanaman
Seluruh kawasan HTI baik yang sudah ditanami maupun yang belum (masih berupa lahan kosong).
Identifikasi lokasi dapat diperoleh pada Peta Persebaran HTI
4 Semak/belukar
Kawasan bekas hutan lahan kering yang telah tumbuh kembali, didominasi vegetasi rendah dan tidak menampakan lagi bekas alur/bercak penebangan
5 Pertanian lahan kering Semua aktivitas pertanian di lahan kering seperti tegalan, kebun campuran dan ladang
6 Pertanian lahan kering campur
Semua aktivitas pertanian di lahan kering berselang-seling dengan semak, belukar dan hutan bekas tebangan
7 Sawah Semua aktivitas pertanian di lahan basah yang dicirikan oleh pola pematang
9
8 Tambak Aktivitas perikanan yang tampak sejajar pantai
9 Perkebunan
Seluruh kawasan perkebunan, baik yang sudah ditanami maupun yang belum (masih berupa lahan kosong). Identifikasi lokasi dapat diperoleh pada Peta Persebaran Perkebunan (perkebunan besar).
Lokasi perkebunan rakyat mungkin tidak termasuk dalam peta sehingga memerlukan informasi pendukung lain
10 Permukiman
Kawasan permukiman baik perkotaan, perdesaan, pelabuhan, bandara, industri, dll. yang memperlihatkan pola luar yang rapat
11 Tanah Terbuka
Seluruh kenampakan lahan terbuka tanpa vegetasi (singkapan batuan puncak gunung, kawah vulkan, gosong pasir, pasir pantai) tanah terbuka bekas kebakaran dan tanah terbuka yang ditumbuhi rumput/alang-alang. Kenampakan tanah terbuka untuk pertambangan, sedangkan lahan terbuka bekas land clearing, dimaksudkan ke kelas pertanian, perkebunan, atau HTI.
12 Pertambangan
Tanah terbuka yang digunakan untuk kegiatan pertambangan terbuka, open pit (batubara, timah, tembaga, dll.) Tambang tertutup seperti minyak, gas dll. tidak dikelaskan tersendiri, kecuali mempunyai area yang luas
II.2.1 Perubahan Penggunaan Lahan
Penggunaan lahan tidak terlepas dari perubahan penggunaan lahannya.
Kenampakan penggunaan lahan dapat berubah berdasarkan kurun waktu tertentu baik keadaan kenampakannya atau posisinya. Perubahan penggunaan lahan adalah suatu proses perubahan dari penggunaan lahan sebelumnya ke penggunaan lain yang dapat
10
bersifat permanen maupun sementara dan merupakan konsekuensi logis dari adanya pertumbuhan dan transformasi perubahan struktur sosial dan ekonomi masyarakat yang sedang berkembang baik untuk tujuan komersial maupun industri (Amani, 2018).
Perubahan penggunaan lahan yang terjadi sejalan dengan semakin meningkatnya pertambahan jumlah penduduk yang secara langsung berdampak pada kebutuhan terhadap lahan yang semakin meningkat (Kusrini dkk, 2011). Perubahan penggunaan lahan secara langsung menyebabkan terjadinya perubahan tutupan lahan (M. Laka dkk, 2017). Menurut Suberlian (2003), faktor – faktor yang mempengaruhi perubahan penggunaan lahan di perkotaan adalah topografi, penduduk, nilai lahan, aksesibilitas, sarana dan prasarana, serta daya dukung lahan.
II.3 Hydrologic Soil Group
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) dan International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) membuat pembaruan mengenai informasi tanah di seluruh dunia dengan menggabungkan peta tanah regional maupun nasional yang sudah terkandung dalam peta tanah dunia digital FAOUNESCO skala 1:5.000.000 menjadi Harmonized World Soil Database (HWSD) (Ramadan dkk, 2018). Tanah dominan dari Harmonized World Soil Database (HSDW) diklasifikasikan berdasarkan tekstur tanah.
Tabel II. 2 Hydrologic Soil Group (HSG) Untuk Kelas Tekstur Tanah USDA (Ramadan dkk, 2018)
No. HSG Tekstur Tanah
1 A Pasir, pasir bertanah liat, atau tanah liat berpasir
2 B Tanah liat atau tanah liat berlanau
3 C Campuran tanah liat dan lempung berpasir
4 D
Tanah liat berlempung, campuran tanah liat dan lempung berlanau, lempung berpasir, lempung berlanau, atau
lempung
11
Informasi peta tanah ini dapat digunakan sebagai salah satu acuan jenis tanah dalam penentuan curve number (CN).
1. Kelompok A : potensi limpasan rendah saat kondisi basah dan penyerapan tinggi;
2. Kelompok B : potensi limpasan cukup rendah saat kondisi basah dan penyerapan sedang;
3. Kelompok C : potensi limpasan cukup tinggi saat kondisi basah dan penyerapan lambat;
4. Kelompok D : potensi limpasan tinggi dan laju penyerapan sangat lambat.
II.4 Curve Number (CN)
Curve number (CN) atau nilai bilangan kurva aliran permukaan didefinisikan sebagai sebuah metode pendekatan empiris yang digunakan untuk mengestimasi aliran permukaan. Nilai curve number (CN) dapat diestimasi apabila klasifikasi tanah dan lahan diketahui (Tikno dkk, 2016). Nilai curve number (CN) menunjukan potensi air larian atau aliran permukaan untuk curah hujan tertentu, yang mana nilai curve number (CN) bervariasi dari 0 (nol) sampai 100 (seratus) (Robo, 2018). Metode curve number (CN) didasarkan atas hubungan infiltrasi pada setiap jenis tanah dengan jumlah curah hujan yang jatuh pada setiap kali hujan turun (Ideawati dkk, 2015). Tanah dengan kondisi jenuh air, berkontribusi menghasilkan air permukaan besar dan tanah dengan kondisi kering sedikit berkontribusi menghasilkan aliran permukaan (Tikno dkk, 2016).
Metode curve number (CN) membuktikan bahwa perubahan penggunaan lahan mampu mempengaruhi peningkatan limpasan (Ideawati dkk, 2015). Menurut Sumarauw J, dan Ohgushi K 2012, meningkatnya daerah perkotaan dan penurunan tanah pertanian menyebabkan hutan dan penurunan daerah tandus menyebabkan penurunan curve number (CN). Penurunan curve number (CN) menunjukan bahwa potensi limpasan air menurun sementara meningkatnya curve number (CN) berarti bahwa limpasan permukaan berpotensi meningkat.
12
Penelitian Gholami dkk 2011, menjelaskan bahwa salah satu faktor penting penyebab terjadinya erosi adalah perubahan penggunaan lahan tanpa mempertimbangkan potensi dan kemampuan lahan dan efek dari perubahan vegetasi, degradasi lahan serta peningkatan desertifikasi, dengan demikian perubahan penggunaan lahan memiliki efek langsung pada proses hidrologi.
Berdasarkan penelitian Robo 2018, menjelaskan bahwa penentuan nilai curve number (CN) dilakukan melalui analisis tumpang tindih (overlay) antara peta penggunaan lahan dan peta hydrologic soil group dengan bantuan tabel CurveNumberLookUp (Robo, 2018).
Tabel II. 3 Nilai Curve Number (CN) Aliran Permukaan Kelas-Kelas Penggunaan Lahan Untuk Simulasi HEC-GeoHMS (Robo dkk, 2018)
No. Penggunaan Lahan Kondisi Tanah
A B C D
1. Hutan Primer 25 55 70 77
2. Hutan Skunder 36 60 73 79
3. Hutan Tanaman 45 66 77 83
4. Lahan Terbuka 49 69 79 91
5. Permukiman 77 85 90 92
6. Perkebunan 65 75 82 86
7. Pertanian Lahan Kering 66 77 85 89
8. Sawah 61 72 79 82
9. Semak Belukar 39 61 74 80
II.5 Geographical Information System
Geographical Information System atau Sistem Informasi Geografis merupakan suatu sistem informasi yang berbasis komputer dan dirancang menggunakan data yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan) untuk mengumpulkan, menyimpan, menampilkan, dan mengkorelasikan data spasial dari fenomena geografis untuk dianalisis dan dipergunakan dalam pengambilan keputusan (Rosdania dkk, 2015).
13 II.5.1 Digital Elevation Model (DEM)
Digital Elevation Model (DEM) adalah data digital yang menggambarkan geometri dari bentuk permukaan bumi atau bagiannya yang terdiri dari himpunan titik- titik koordinat hasil sampel dari permukaan dengan algoritma yang mendefinisikan permukaan tersebut menggunakan himpunan koordinat (Wibowo, 2006).
II.5.2 Arc Hydro Tools
Arc Hydro Tools merupakan kumpulan model dan tools yang berjalan pada perangkat lunak pengolahan data spasial untuk mendukung analisis data geospasial dan temporal. Proses pengolahan menggunakan perangkat lunak pengolahan data spasial biasanya membutuhkan beberapa tahapan, seperti untuk mendeliniasi Daerah Aliran Sungai (DAS) maka perlu adanya tahapan yang dilakukan sebelumnya seperti flow direction, flow accumulation, dsb. (Dewi, 2016).
II.5.3 Hydrologic Engineering Center’s-Geospatial Hydrologic Modeling System (HEC-GeoHMS)
Perangkat Hydrologic Engineering Center’s-Geospatial Hydrologic Modeling System (HEC-GeoHMS) dipasang sebagai ekstensi yang disematkan dalam perangkat lunak pengolahan data spasial yang bertujuan untuk memudahkan pengguna dengan pengalaman Geographic Information System yang terbatas (Amin dkk, 2020).
Extension Hydrologic Engineering Center’s-Geospatial Hydrologic Modeling System (Hec-GeoHMS) merupakan penyusunan parameterisasi dari model Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) (Listyarini dkk, 2018).
Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) merupakan perangkat lunak yang dirancang untuk mensimulasikan proses hujan- aliran/limpasan (rainfall-runoff) pada suatu sistem tangkapan hujan atau Daerah Aliran Sungai (DAS) (Manullang dkk, 2019). Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) dikembangkan oleh US Army Corps of Engineers- Institute for Water Resources pada tahun 1967 (Amin dkk, 2020).
14
Hydrologic Engineering Center’s-Geospatial Hydrologic Modeling System (HEC-GeoHMS) dirancang secara khusus untuk mengolah data geospasial dan membuat file input, melakukan manajemen data dan Graphical User Interface (GUI) untuk model Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HEC- HMS) melalui analisis informasi terrain, deliniasi Sub Daerah Aliran Sungai (DAS) dan sungai serta mempersiapkan file hidrologi untuk Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) (Robo, 2018).
