MODEL DINAMIKA PERUBAHAN PENGGUNAAN LAHAN DAN ALIRAN PERMUKAAN DI DAS RONTU BIMA
Miftahul Irsyadi Purnama1, Budi Kuncahyo2
Program Studi Ilmu Pengelolaan Hutan, Departemen Manajemen Hutan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
Kampus IPB Dramaga, PO Box 168, Bogor 16680, Indonesia
Abstrak
Berdasarkan data yang dirilis oleh BPBD Provinsi NTB 2 April 2021 telah terjadi banjir bandang di Bima. Kejadian banjir bandang di Bima terjadi setiap tahun, hal ini dikarenakan curah hujan yang cukup tinggi dan perubahan pola penggunaan lahan di DAS Rontu Bima. Perubahan penggunaan lahan di DAS Rontu Bima perlu diproyeksikan sebagai langkah antisipatif terhadap aliran permukaan yang terjadi. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu model dinamika perubahan penggunaan lahan dan aliran permukaan di DAS Rontu Bima dengan menggunakan pemodelan sistem dinamis. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa berubahnya pola penggunaan lahan dari tahun 2016 sampai 2026, dimana berkurangnya lahan hutan dan meningktnya lahan pertanian dan lahan terbangun, dapat berdampak signifikan terhadap terjadinya peningkatan aliran permukaan di DAS Rontu Bima
Kata Kunci: penggunaan lahan, aliran permukaan, model dinamik, DAS
Pendahuluan
Berdasarkan data yang dirilis oleh BPBD Provinsi NTB 2 April 2021 telah terjadi banjir di 6 kecamatan dengan 8.037 KK dan 25.945 jiwa terdampak banjir, 12 rumah rusak, 3 jembatan roboh, 60 ha lahan pertanian rusak dan 2 orang meninggal dunia. Kejadian banjir bandang di Bima terjadi setiap tahun, hal ini dikarenakan curah hujan yang cukup tinggi dan kurang lahan yang memiliki tutupan vegetasi yang baik, apalagi banyak terjadi deforestasi hutan akibat pertanian jagung. Setiap lapisan masyrakat baik para petani, aktivis lingkungan dan pemerintah sangat berperan dalam dinamika banjir yang terjadi saat ini di Bima.
Faktor yang mempengaruhi banjir bima salah satunya adalah pembukaan area hutan untuk kegiatan budidaya lahan lain, kondisi topografi dan perkembangan Kota Bima diduga sebagai faktor penyebab kejadian banjir besar tersebut. Perubahan tata guna lahan merupakan salah satu factor penyebab terjadinya banjir pada suatu DAS (Ismoyojati et al, 2018). Konversi lahan pada umumnya terjadi pada penggunaan lahan hutan menjadi daerah perkebunan dan pertanian, daerah perkebunan menjadi lahan pertanian dan permukiman, daerah pertanian menjadi permukiman dan industri. Tidak
jarang terdapat daerah hutan dan perkebunan yang berubah menjadi lahan kosong, terlantar dan gundul yang kemudian menjadi lahan kritis.
Menurut Ismoyojati et al (2018), Penggunaan lahan pada DAS Rontu pada tahun 1996 sampai dengan 2016 mengalami perubahan terutama dari lahan hutan, semak belukar, tanah terbuka berubah menjadi pemukiman, sawah dan tegalan, selama 20 tahun penurunan luas hutan 28,68%, peningkatan pemukiman 3,10%, peningkatan ladang tegalan 26,83%, peningkatan tanah terbuka 5,82%, semak belukar menurun 10,74% peningkatan sawah 3,62%. Perubahan penggunaan lahan dalam kurun waktu dua puluh tahun mengakibatkan peningkatan aliran permukaan air yang berdampak terhadap terjadinya banjir bandang di kota bima.
Berdasarkan hal tersebut, maka perubahan penggunaan lahan di DAS Rontu Kota Bima perlu diproyeksikan sebagai langkah antisipatif terhadap aliran permukaan yang terjadi. Pemodelan dan simulasi pada prinsipnya merupakan salah satu upaya untuk melakukan proyeksi terhadap perubahan penggunaan lahan yang terjadi melalui pemodelan sistem dinamis. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu model dinamika perubahan penggunaan lahan dan aliran permukaan di DAS Rontu Kota Bima dengan menggunakan pemodelan sistem dinamis.
Metode
Studi pembangunan model sistem dinamik ini dilakukan dengan mengumpulkan data sekunder yang terkait dengan pembuatan model. Data yang digunakan adalah data perubahan penggunaan lahan DAS Rontu, data curah hujan, dan data koefisien limpasan aliran permukaan.
Tahapan pembentukan dan penggunaan sebuah model sistem. meliputi (Purnomo, 2005; Grant et. al., 1997) :
1. Identifikasi Isu, Tujuan dan Batasan. Bertujuan untuk mengidentifikasi isu sehingga permasalahan dapat dilihat dengan tepat. Setelah isu ditentukan, berikutnya adalah menentukan tujuan pemodelan tersebut. Isu yang diangkat dan tujuan pemodelan dinyatakan secara eksplisit. Setelah isu dan tujuan ditetapkan, ditentukan batasan pemodelan yang dibangun untuk kejelasan apa yang termasuk dan tidak termasuk dalam pemodelan. Batasan dapat berupa batas daerah atau ruang, batas waktu, atau dapat juga batas isu.
2. Perumusan Model Konseptual. Tahapan ini bertujuan membangun pemahaman terhadap sistem yang diamati ke dalam sebuah konsep untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh tentang model yang akan dibuat. Tahapan ini dimulai dengan mengidentifikasi semua komponen yangter libat atau dimasukkan dalam pemodelan. Jika komponen-komponen tersebut sangat banyak maka dapat dikelompokkan dalam beberapa kategori. Komponen-komponen tersebut kemudian dicari hubungannya satu sama lain dengan menggunakan diagram kotak dan panah. Dalam konseptualisasi model ini, perlu diperhatikan bahwa komponen-komponen yang membentuk sistem harus bersifat dinamis, sensitif terhadap perubahan serta
keterkaitannya dalam sistem membentuk hubungan sebab-akibat. Identifikasi keterkaitan komponen tersebut didasarkan padas keadaan nyata agar hasil yang digambarkan model mendekati keadaan sebenarnya.
3. Spesifikasi Model Kuantitatif. Bertujuan untuk membentuk model kuantitatif dari konsep model yang telah ditetapkan dengan memberikan nilai kuantitatif terhadap masing-masing variabel dan menterjemahkan hubungan antar variabel dan komponen penyusun model sistem tersebut ke dalam persamaan matematika. Persamaan tersebut dapat diperoleh dari hasil regresi terhadap data yang ada, hasil rujukan atau berdasarkan rekaan yang dapat dipertanggung-jawabkan.
4. Evaluasi Model. Bertujuan untuk mengetahui keterhandalan model untuk mendeskripsikan keadaan sebenarnya. Proses pengujian dilakukan dengan mengamati kelogisan model dan membandingkan dengan dunia nyata atau model andal yang serupa jika ada. Setelah setiap bagian dari model diamati apakah relasi-relasi yang ada logis atau tidak, maka selanjutnya diamati logis tidaknya keterkaitan antar bagian sebagai model yang utuh. Logis dalam hal ini berarti bahwa ada penalaran yang memadai dari relasi-relasi tersebut dan bukan berarti bahwa semua persamaan sesuai dengan apa yang dipercayai orang atau dengan kata lain sesuai dengan paradigma yang ada. Tahapan kedua dari evaluasi model ini adalah mengamati apakahperilaku model sesuai dengan harapan atau perkiraan yang digambarkan pada tahapan konseptualisasi model. Model dijalankan atau dieksekusi pada sebuah komputer, dan diamati hasilnya apakah beberapa komponen yang diamati atau menjadi fokus perhatian sesuai dengan pola perilaku yang diharapkan, jika belum sesuai maka harus dilakukan perbaikan model.
Hasil dan Pembahasan Identifikasi Isu dan Batasan
Isu yang digunakan dalam pemodelan ini adalah perubahan penggunaan lahan di kota bima, khususnya dibagian hulu DAS Rontu yang merupakan lahan hutan, namun dalam 20 tahun terakhir telah berkurang sebanyak 26 % akibat konversi ke lahan pertanian khususnya ladang jagung. Laju konversi yang cukup tinggi ini berdamak lansung pada tingginya aliran permukaan yang tidak terinfiltrasi secara optimal oleh permukaan tanah akibat kurangnya tutupan vegetasi sehingga menyebabkan terjadinya banjir bandang di kota Bima, dikarenakan Kota Bima terletak pada bagian hilir di DAS Rontu. Batasan dalam pembangungan model dinamis ini adalah:
1. Batasan ruang pemodelan dilakukan di Daerah Aliran Sungai Rontu, dimana Kota Bima berada pada hilir DAS Rontu.
2. Batasan waktu yang digunakan dalam pemodelan disesuaikan dengan data yang tersedia (Simulasi dilakukan pertahun, selama 10 tahun)
3. Batasan isu berupa dinamika perubahan tutupan lahan yang berkibat teradap terjadinya aliran permukaan dan isu banjir yang disebabkan oleh konversi tersebut penggunaa lahan tersebut.
Konseptualisasi Model
Tahap ini mencoba untuk menjelaskan alur pikiran atas model tersebut, sehingga dapat dimengerti oleh orang lain. Konseptual model dikembangkan dari hasil identifikasi isu, tujuan dan batasan kemudian dikembangkan dalam sebuah model mental. Guna melihat interkasi antar komponen dalam suatu sistem berdasarkan model mental yang dibangun, maka dibuatkan dalam suatu bentuk hubungan grafik sebab akibat.
Gambar 1. Model Konseptual sistem dinamik yang dikembangkan
Hubungan interaksi antara penggunaan lahan dan laju konversi dapat mepengaruhi perbandingan nilai koefisien aliran permukaan air. Jika penggunaan lahan tertentu sangat dominan pada satu waktu tertentu maka secara lansung mengakibatkan koefisien pada lahan terntentu tersebut meningkat.
Spesifikasi Model
Pada tahap ini kuantifikasi dan perumusan hubungan antar komponen dilakukan sehingga model bisa dijalankan pada computer (Hermawan et al, 2017). Model dinamika perubahan penggunaan lahan dan aliran permukaan di DAS Rontu di bagi dalam 2 Sub Model, yakni Sub Model Perubahan Penggunaan Lahan dan Sub Model Aliran Permukaan. Dinamika perubahan penggunaan lahan akan berdampak signifikan pada peningkatan perilaku laju aliran permukaan di DAS Rontu.
Spesifikasi Sub Model Dinamika Penggunaan Lahan
Gambar 2. Sub Model Perubahan Pengunaan Lahan
Berdasarkan data yang diperoleh didapat enam tipe klasifikasi penggunaan lahan di DAS Rontu, yaitu Hutan, Ladang, Sawah, Tanah Terbuka, Semak dan lahan terbangun bersumber dari Ismoyojati, et al. (2018). Ke enam tipe penggunaan lahan ini memiliki luas yang saling berkaitan antara tipe penggunaan lahan berdasarkan perbandingan persenatse luas lahannya. Secara logis apabila persenatse salah satu penggunan tipe lahan berkurang maka persentase penggunaan tipe lahan lainnya akan bertambah. Beberapa asumsi digunakan dalam pemodelan, untuk mendapatkan laju konversi tiap penggunaan lahan dan hubungan matematis konversi penggunaan lahan di DAS Rontu disajikan dalam Equation yang terdapat pada Lampiran.
Lahan Terbangun
Laju Kebutuhan Lahan Terbangun TKL Lahan Terbangun
Pembanding Area DAS
Laju Konv ersi Hutan Hutan Laju Konv ersi Semak
Semak
Laju Konv ersi Tanah Terbuka Tanah Terbuka
Laju Konv ersi Ladang
Ladang Laju Konv ersi Sawah Sawah TKL Hutan TKL Semak TKL Tanah Terbuka TKL Ladang TKL Sawah
Spesifikasi Sub Model Aliran Permukaan
Gambar 3. Sub Model Aliran Permukaan
Sub Model Aliran permukaan merupakan sub model yang terkait dengan sub model sebelumnya model dinamika penggunaan lahan. Pendekatan Rasional digunakan dalam melakukan estimasi aliran permukaan di DAS Rontu oleh intensitas hujan, luasan penggunaan lahan dan koefisien run off. Dalam pemodelan ini, intensitas hujan diasumsikan tetap, sedangakan luasan penggunaan lahan bersifat dinamik. Bentuk umum rumus metode rasional adalah sebagai berikut (Verrina et al, 2013):
Q = 0,00278 . C.I.A
Beberapa asumsi dasar untuk menggunakan formula Rasional adalah sebagai berikut dalam Model aliran permukaan dengan Metode Rasional Pada DAS Rontu adalah:
a. Curah hujan di asumsikan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam satu jangka waktu tertentu.
b. Limpasan langsung mencapai maksimum Ketika durasi hujan dengan intensitas yang tetap, sama dengan waktu konsentrasi.
c. Koefisien limpasan air dianggap tetap selama durasi hujan. d. Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan.
Run OFF
Intensitas Hujan LUAS TANGKAPAN Koef isien Limpasan
Koef isien Hutan
Koef isien Semak
Koef isiesn Tanah Terbuka
Koef isiesn Ladang
Koef isiesn Sawah Koef isien Lahan Terbangun
Lahan Terbangun Hutan Semak Tanah Terbuka Ladang Sawah
Evaluasi Model
Dalam melakukan Evaluasi model, setiap bagian dari model diamati apakah relasi-relasi yang ada logis atau tidak, maka selanjutnya diamati logis tidaknya keterkaitan antar bagian sebagai model yang utuh. Logis dalam hal ini berarti bahwa ada penalaran yang memadai dari relasi-relasi tersebut dan bukan berarti bahwa semua persamaan sesuai dengan apa yang dipercayai orang atau dengan kata lain sesuai dengan paradigma yang ada (Purnomo, 2012).
Dalam evaluasi model dinamika perubahan penggunaan lahan dan aliran permukaan di DAS Rontu, secara matematis dan logis berdasarkan formula hidrologi pendugaan aliran permukaan namun belum di evaluasi secara sistematis berdasarkan pengelolaan DAS di wilayah tersebut.
Penggunaan Model
Dalam penggunaan model dinamika perubahan penggunaan lahan dan aliran permukaan air hanya dilakukan satu skenario saja, yaitu berdasarkan data perubahan penggunaan lahan yang di interprestasikan dari penelitian Ismoyojati, et al (2018) dengan asumsi terjadi selama 10 tahun.
Gambar 4. Grafik Prilaku dinamika Perubahan Penggunaan Lahan Hutan, Ladang, Sawah dan Lahan Terbangun
Gambar 5. Grafik Prilaku dinamika Perubahan Penggunaan Lahan Tanah Terbuka dan Semak
Berdasarkan grafik tipe penggunaan lahan yaitu hutan dan semak akan terjadi penurunan secara ekponensial negatif. Hal ini diduga dipengaruhi oleh tingkat pertambahan lahan pertanian di DAS Rontu, dapat dilihat pada grafik ladang secara signifikan meningkat selamat periode simulasi. Hasil simulasi berupa tabel dapat dilihat sebagai berikut:
Tabel 1. Dinamika Perubahan Penggunaan Lahan Hutan
Persentase lahan hutan dan semak sangat menurun drastis ini disebabkan oleh kenaikan persenatase penggunaan lahan ladang, lahan terbangun. Sedangkan persentase lahan sawah dan tanah terbuka selama periode simulasi tidak terjadi peruban yang terlalu signifikan.
Aliran Permukaan
Berdasarkan grafik hasil simulasi aliran permukaan DAS Rontu, terlihat grafik meningkat secara eksponensial selama periode simulasi. Semakin tingginya aliran permukaan bisa meningkatkan terjadinya banjir di daerah aliran sungai.
Aliran permukaan selama periode simulasi terus meningkat, pada tahun 2016 sampai tahun 2026 berdasarkan hasil simulasi peningkat aliran air yaitu sebesar 255.86. Peningkatan aliran permukaan di DAS Rontu disebabkan oleh berkurangnya lahan hutan dan terjadi peningkatan ladang dan lahan terbangun. Diketahui bahwa lahan hutan dapat menyrap air lebih efektif dibandingkan lahan pertanian. Peralihan fungsi suatu kawasan yang mampu menyerap air menjadi kawasan yang kedap air akan mengakibatkan ketidakseimbangan hidrologi dan berpengaruh negatif pada kondisi daerah aliran sungai. Perubahan penutup vegetasi pada suatu kawasan akan memberikan pengaruh terhadap
waktu serta volume aliran permukaan (Verrina et al, 2013). Laoh (2002) mengatakan bahwa pada lahan bervegetasi lebat, air hujan yang jatuh akan tertahan pada vegetasi dan meresap ke dalam tanah melalui vegetasi, sehingga limpasan permukaan yang mengalir kecil. Pada lahan terbuka atau tanpa vegetasi, air hujan yang jatuh sebagian besar menjadi limpasan permukaan yang mengalir menuju sungai, sehingga aliran sungai meningkat dengan cepat. Peningkatan volume aliran permukaan akan mengakibatkan masalah banjir di bagian hilir daerah aliran sungai.
Kesimpulan
Hasil pemodelan menunjukkan bahwa berubahnya pola penggunaan lahan dari tahun 2016 sampai 2026, dimana berkurangnya lahan hutan dan meningktnya lahan pertanian dan lahan terbangun, dapat berdampak signifikan terhadap terjadinya peningkatan aliran permukaan di DAS Rontu Bima.
Diskusi
Model dinamika penggunaan lahan dan aliran permukaan belum sepenuhnya optimal dalam menduga aliran permukaan di DAS Rontu Bima, karena belum dilakukan uji berdasarkan data real dan hanya menggunakan data asumsi saja. Oleh sebab itu perlu dilakukan pengembangan model yang lebih komprehensif serta lebih mengkaji faktor-faktor sosial dalam terjadinya pola perubahan penggunaan lahan di DAS Rontu.
Daftar Pustaka
Andryansah, Oktedy, Budi Kuncahyo. 2017. Model Dinamika Perubahan Tutupan Hutan pada Kawasan Hutan Lindung Pelawan di Kabupaten Bangka Tengah. Bogor (ID): IPB University.
BPBD Provinsi NTB. 2021. Update Kejadian Bencana Banjir Kabupaten Bima [Internet].
https://bpbd.ntbprov.go.id/?q=content/update-kejadian-bencana-banjir-kabupaten-bima
Grant, W. E, E. K. Pedersen and S. L. Marin. 1997. Ecology and Natural Resources Management: System Analysis and Simulation.Toronto (Canada): John Wiley & Sos, Inc.
Hermawan, Erwin, Santun RP Sitorus, Marimin, Surya Darma Tarigan. 2018. Model Dinamika Perubahan Penggunaan Lahan Dan Aliran Permukaan Di Das Ciliwung Hulu. Bogor (ID): IPB University.
Ismoyojati, Goyu, Joko Sujono, Rachmad Jayadi. 2018. Studi pengaruh perubahan tataguna lahan terhadap karakteristik banjir Kota Bima. Jurnal Geografi
Lingkungan Tropik. 2 (2):14-27.
Laoh, Olly EH. 2002. Keterkaitan Faktor Fisik, Faktos Sosial Ekonomi Dan Tataguna Lahan Di Daerah Tangkapan Air Dengan Erosi Dan Sedimentasi (Kasus Danau Tondano, Sulawesi Utara) [Thesis]. Bogor (ID): IPB University.
Purnomo H, 2005. Teori Sistem Kompleks, Pemodelan dan Simulasi untuk Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan. Bogor (ID): IPB University.
Purnomo H. 2012. Pemodelan dan simulasi untuk pengelolaan adaptif sumberdaya alam dan lingkungan. Bogor: IPB Press.
Verrina, Gina Putri, Dinar Dwi Anugrah, Sarino. 2013. Analisis Run Off pada Sub DAS Lematang Hulu. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan. 1(1):22-31.
