OPTIMASI SUMBERDAYA AIR
DENGAN PROGRAM LINEAR (LINEAR PROGRAMMING)
DI DAS CICATIH, KABUPATEN SUKABUMI, JAWA BARAT
Oleh:
SITI KOMARIAH
F14050984
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI SUMBERDAYA AIR
DENGAN PROGRAM LINEAR (LINEAR PROGRAMMING)
DI DAS CICATIH, KABUPATEN SUKABUMI, JAWA BARAT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Oleh :
SITI KOMARIAH
F14050984
2009
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
OPTIMASI SUMBERDAYA AIR
DENGAN PROGRAM LINEAR (LINEAR PROGRAMMING)
DI DAS CICATIH, KABUPATEN SUKABUMI, JAWA BARAT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : SITI KOMARIAH
F14050984
Dilahirkan pada tanggal 20 April 1987 Di Cilacap, Jawa Tengah Tanggal lulus :
Menyetujui, Bogor, Juli 2009
Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T. Dosen Pembimbing
Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, M.Eng
RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak kedua dari enam bersaudara, putri pasangan dari Bapak Muslim dan Ibu Kamsiyah. Dilahirkan pada tanggal 20 April 1987 di Cilacap, Jawa Tengah. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di MI. Al-Hikam Jakarta pada tahun 1999, dan pada tahun tersebut penulis masuk ke MTs. Al-Falah Jakarta dan lulus pada tahun 2002.
Kemudian penulis melanjutkan ke jenjang Sekolah Menengah Atas di MA. Al-Falah Jakarta dan lulus di tahun 2005. Pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui program Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Pada tahun 2006, penulis diterima di Fakultas Teknologi Pertanian (FATETA) dengan Mayor Teknik Pertanian, Departemen Teknik Pertanian.
Selama kuliah, penulis aktif sebagai pengurus beberapa lembaga kemahasiswaan kampus, yaitu Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian sebagai staff Sekretaris Eksekutif Biro Administrasi periode 2006-2007 dan Badan Eksekutif Mahasiswa FATETA (BEM-F) sebagai Sekretaris Departemen PSDM periode 2007-2008. Penulis melaksanakan Praktek Lapang pada tahun 2008 di Balai Agroklimat Dan Hidrologi (BALITKLIMAT) di Bogor, dengan judul ”Pengembangan Basis Data Hidrometeorologi DAS Cicatih-Cimandiri, Kabupaten Sukabumi – Jawa Barat”. Kemudian, untuk menyelesaikan studinya, penulis menyusun skripsi dengan judul ”Optimasi Sumberdaya Air Dengan Program Linear (Linear Programming) Di DAS Cicatih, Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat” di bawah bimbingan dari Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T.
Siti Komariah. F14050984. Optimasi Sumberdaya Air Dengan Program Linear (Linear Programming) Di DAS Cicatih, Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M. T. 2009.
RINGKASAN
Pemanfaatan sumberdaya air dari waktu ke waktu semakin meningkat, sehingga tidak dapat disangkal lagi bahwa air merupakan kebutuhan pokok bagi setiap makhluk hidup. Pemanfaatan air di Indonesia untuk berbagai penggunaan cenderung melebihi pasokan air yang tersedia. Salah satu upaya untuk mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya air yang terbatas dan kebutuhan yang semakin meningkat adalah pengelolaan DAS dengan menentukan alokasi yang optimum sumberdaya air dengan metode linear programming (LP) untuk keperluan domestik, industri dan pertanian sesuai dengan proporsi kebutuhan sektor-sektor tersebut pada 2010, 2015, 2020 dan 2025.
Dalam mengidentifikasi potensi air permukaan di DAS Cicatih, besarnya debit harian Sungai Cibojong yang terletak di sub-DAS Cicatih Hulu diduga dengan menggunakan model GR4J. Sedangkan mata air diidentifikasi berdasarkan data mata air yang ada di DAS Cicatih dari DISTAMBEN. Diketahui bahwa debit Sungai Cibojong periode 2007, menunjukkan bahwa debit rata-rata sesaat harian sebesar 246 liter/detik. Sedangkan debit rata-rata bulanan berdasarkan PLTA Ubrug adalah 23.752 liter/detik. Dan mata air di DAS Cicatih mencapai 5.624 liter/detik.
Pertumbuhan jumlah penduduk, serta industri dan luas areal irigasi diproyeksikan dengan metode eksponensial danregresi linier time series. Kebutuhan air pada penelitian ini ditetapkan untuk domestik sebesar 0,000694 liter/detik/orang, industri sedang sebesar 0,58 liter/detik/industri, dan pertanian 1,7 liter/detik/ha per musim tanam (128 hari). Diperkiraan kebutuhan air untuk tahun 2025 mencapai 274.717 liter/detik untuk sektor domestik, industri 25.939 liter/detik dan pertanian 452.33 liter/detik.
Optimasi dilakukan dengan menentukan persentase proporsi pengalokasian sumberdaya air, yaitu untuk domestik 8%, industri 10%, dan pertanian 82%. Berdasarkan hasil optimasi jumlah penduduk, industri dan lahan irigasi mendapat alokasi pada tahun 2010, 2015, 2020, dan 2025 untuk industri dan pertanian dari air permukaan adalah 69, 87, 105, dan 123 buah serta 150.827, 150.812, 150798, dan 150.784 ha. Sedangkan pada tahun yang sama, sebanyak 1.053.891, 1.061.294, 1.068.749 dan 1.083.817 jiwa dan lahan seluas 75.413, 75.407, 75.402, dan 75.391 ha liter/detik mendapatkan alokasi dari mata air. Kebutuhan seluruh penduduk disuplai oleh mata air, sedangkan industri kecil dari air permukaan. Adapun pertanian mendapatkan suplai dari air permukaan dan mata air.
Jumlah mata air yang konstan sepanjang tahun dan kualitas airnya yang lebih bagus dari air permukaan menjadi faktor pendukung dialokasikannya mata air untuk penduduk. Sedangkan biaya yang lebih tinggi untuk mengakses air permukaan mampu dipenuhi oleh industri, sehingga industri mendapat alokasi air seluruhnya dari air permukaan.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya., sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Optimasi Sumberdaya Air Dengan Program Linear (Linear Programming) Di DAS Cicatih, Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat”. Shalawat serta salam semoga tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.
Skripsi hasil penelitian ini berisi kajian analisis potensi ketersediaan air, dan kebutuhan air di DAS Cicatih. Dari hasil penelitian ini diperoleh jumlah pengguna air yang mendapat alokasi air untuk memenuhi kebutuhan air bagi ketiga sektor pengguna utama, yaitu domestik, industri, dan pertanian.
Skripsi ini tersusun atas dukungan dan doa yang begitu besar dari kedua orang tua dan keluarga. Ucapan terima kasih juga ingin penulis sampaikan atas segala dukungan dan bantuan selama penyusunan karya ilmiah ini kepada:
1. Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T. selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan dan arahannya kepada penulis.
2. Ir. Popi Rejekiningrum, M.S. yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk turut serta dalam proyek penelitian yang Beliau pimpin.
3. Dr. Ir. Emmy D, M.Si. dan Sutoyo, S.TP, M.Si. selaku dosen penguji atas segala masukannya.
4. Staf pengajar dan karyawan Departemen Teknik Pertanian yang telah banyak membantu penulis selama menjadi mahasiswa.
5. Teman-teman seperjuangan FATETA, khususnya TEP angkatan 42, atas tawa, canda dan kehangatan ketika berjuang bersama kalian. 6. ‘Keluargaku’ di Pondok Putri Rahmah dan Wisma KISI.
7. Orang-orang yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah memberikan warna dalam kehidupan penulis.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan yang terdapat di dalam penyusunan tulisan ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Segala saran, kritik dan pendapat yang sifatnya
membangun dari para pembaca sangat penulis harapkan guna kesempurnaan tulisan ini. Kiranya tulisan ini dapat bermanfaat bagi penulis, khususnya, dan perkembangan ilmu pengetahuan pada umumnya.
Bogor, Juli 2009
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ... DAFTAR ISI ... DAFTAR TABEL ... DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR LAMPIRAN ………... I. PENDAHULUAN ... A. Latar Belakang ... B. Tujuan ... C. Sasaran ……….. D. Ruang Lingkup Penelitian... II. TINJAUAN PUSTAKA ...
A. Siklus Hidrologi ... B. Daerah Aliran Sungai ... C. Ketersediaan Sumberdaya Air ... D. Model GR4J ……….. E. Kebutuhan Sumberdaya Air ... F. Kompetisi Pengguna Air……….. G. Linear Programming ... III. METODOLOGI PENELITIAN ...
A. Lokasi dan Waktu Penelitian ... B. Alat Dan Bahan... C. Prosedur Kerja ...
1. Identifikasi Potensi Sumberdaya Air... 2. Identifikasi Kebutuhan Air ………... 3. Proyeksi Kebutuhan Air ………... 4. Optimasi Sumberdaya Air…………... IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………
A. Karakteristik Umum Daerah Penelitian ……….. B. Potensi Sumberdaya Air Di DAS Cicatih……….
i iii v vi vii 1 1 4 4 4 5 5 6 7 9 11 14 15 19 19 19 20 20 20 22 23 29 29 34
C. Analisis Ketersediaan Dan Kebutuhan air……… D. Optimasi Sumberdaya Air DAS Cicatih……… V. KESIMPULAN DAN SARAN……….
A. Kesimpulan………... B. Saran………. DAFTAR PUSTAKA ... 38 43 50 50 51 52
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Tabel 11. Tabel 12. Tabel 13. Tabel 14.
Total Air Tersedia Menurut Wilayah di Indonesia …………... Standar Kebutuhan Air Rumah Tangga Berdasarkan Jenis Kota dan Jumlah Penduduk ……….. Klasifikasi Industri Menurut Jumlah Tenaga Kerja ………….. Kebutuhan Air Industri Berdasarkan Jenis Industri ………….. Banyaknya Air Yang Dibutuhkan Pada Budidaya Padi Sawah Per- Hektar ……… Kompetensi Penggunaan Air Negara-negara di Dunia ………. Luas Wilayah DAS Cicatih Berdasarkan Luas Kecamatan ….. Persentase Luas Lahan Pada Berbagai Kelas Kemiringan lereng……… Tipe Iklim Schimdt-Ferguson dan Koppen Pada Daerah di DAS Cicatih ………. Luas (Ha) Daerah Pada Berbagai Tipe Penutupan Lahan ……. Mata Air Di DAS Cicatih ……….. Harga Dasar Air Setiap Sektor Pengguna ……… Debit Rata-rata Bulanan DAS Cicatih ……….. Hasil Optimasi Air dengan Program Lingo 8.0 ………...
9 12 13 13 14 15 29 30 32 33 37 44 45 48
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12. Gambar 13. Gambar 14. Gambar 15. Gambar 16. Gambar 17. Gambar 18. Siklus hidrologi ... Skema Daerah Aliran Sungai……… Struktur Model GR4J ……… Diagram Alir Penelitian ………... Diagram Alir Linear Programming Dengan Metode Simpleks Grafik Curah Hujan Rata-rata di DAS Cicatih 2002 - 2006…. Grafik Kelembaban Udara di DAS Cicatih ……….. Grafik Radiasi di DAS Cicatih……….. Profil Melintang Sungai Cibojong Pada Titik Pemasangan AWLR ………. Kurva Lengkung Debit Sungai Cibojong………..……… Perbandingan Debit Pengamatan dan Debit Simulasi Sungai Cibojong April – Desember 2007……….…….… Ketersediaan Air di DAS Cicatih ………. Grafik Pertumbuhan Penduduk DAS Cicatih ……….….. KebutuhanAir untuk Domestik di DAS Cicatih……….. Grafik Perkembangan Industri Kecil di DAS Cicatih……….. Kebutuhan Air Industri Kecil di DAS Cicatih………. Grafik Perkembangan Lahan Irigasi Padi Sawah di DAS Cicatih ………. Kebutuhan Air Untuk Irigasi di DAS Cicatih………
5 7 10 26 27 31 32 33 35 35 36 38 39 39 40 41 42 42
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Lampiran 5. Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. Lampiran 9. Lampiran 10. Lampiran 11. Lampiran 12. Lampiran 13. Lampiran 14. Lampiran 15.
Lokasi DAS Cicatih-Cimandiri ……… DAS Cicatih dan Sub-DASnya ……… Peta Administrasi DAS Cicatih-Cimandiri Kabupaten Sukabumi ………. Lokasi AWS dan AWLR di Sub DAS Cibojong Yang Terletak di Sub DAS Cicatih Hulu ……….. Curah Hujan Rata-rata Bulanan (mm/bulan) ……… Debit Sungai Cibojong Tahun 2007 …... Debit Rata-rata Bulanan PLTA Ubrug (m3/detik) ……... Jumlah Penduduk 15 Kecamatan di DAS Cicatih Tahun 1990-2006 ………... Jumlah Industri Besar, Sedang, dan Kecil di DAS Cicatih .. Luas Areal Irigasi Padi Sawah di DAS Cicatih ……..……. Penghitungan Kebutuhan Air Irigasi Untuk Optimasi ….... Program Optimasi Alokasi Air tahun 2010 ………. Program Optimasi Alokasi Air tahun 2015 ………. Program Optimasi Alokasi Air tahun 2020 ………. Program Optimasi Alokasi Air tahun 2025 ……….
54 55 56 57 58 59 61 62 63 64 65 66 67 68 69
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Di antara sejumlah isu nasional yang dihadapi bangsa Indonesia pada abad 21 ini salah satunya adalah masalah penyediaan air, khususnya air tawar, untuk memenuhi kebutuhan penduduk dan dalam menunjang berbagai aspek kehidupan masyarakat, berbangsa, dan bernegara.
Air merupakan sumberdaya alam yang sangat penting yang mutlak diperlukan bagi kehidupan manusia dimuka bumi. Tingkat pemanfaatan sumberdaya air dari waktu ke waktu semakin meningkat, baik oleh manusia maupun oleh makhluk hidup lain, sehingga tidak dapat disangkal lagi bahwa air merupakan kebutuhan pokok bagi setiap makhluk hidup. Tantangan dalam penyediaan air adalah bagaimana mencapai ketersediaan air baik dari segi kuantitas maupun kualitas. Keberadaan sumber air yang bersih dan sehat merupakan salah satu permasalahan terbesar dewasa ini.
Indonesia diprediksi akan mengalami krisis air pada tahun 2025 dalam World Water Forum II di Denhaag pada Maret 2000, yang penyebabnya adalah kelemahan dalam pengelolaan air. Salah satunya adalah pemakaian air yang kurang efisien. Pemanfaatan air di Indonesia untuk berbagai penggunaan cenderung melebihi pasokan air yang tersedia dan belum terintegrasi dengan upaya konservasi air. Pengguna air umumnya mengabaikan usaha konservasi air yang seharusnya dilakukan. Hal ini semakin memberikan tekanan pada ketersediaan sumberdaya air dan pasokan air untuk berbagai penggunaan.
Menurut Sosiawan dan Subagyono (2007), sektor pemukiman atau rumah tangga, industri, dan pertanian memainkan peranan utama dalam memperebutkan pasokan air. Pemanfaatan air secara nasional telah mencapai 80 M m3/tahun, dengan tingkat pemanfaatan tertinggi di Jawa dan Bali, yaitu sekitar 60%. Penggunaan air di Indonesia di dominasi untuk kebutuhan pertanian sekitar 86%, dan sisanya adalah untuk kebutuhan industri 11% dan domestik 3%.
Secara kuantitas sumberdaya air nasional cukup besar, namun dalam kenyataannya air sering menjadi kendala (seperti kekeringan atau sebaliknya
kebanjiran). Hal tersebut semakin diperparah oleh tingginya keragaman ketersediaan air dengan sistem pengelolaan dan pemanfaatan yang belum efisien. Sebagai negara kepulauan yang beriklim tropika basah, curah hujan sangat bervariasi menyebabkan keragaman ketersediaan air sangat besar, baik menurut ruang (spatial) maupun waktu (temporal). Akan tetapi, ketersediaannya tidak selalu sejalan dengan kebutuhannya dalam artian lokasi, jumlah, waktu dan mutu.
Kebutuhan air untuk keperluan domestik (rumah tangga), industri dan pertanian selalu meningkat dengan meningkatnya jumlah penduduk dan ragam kebutuhan yang menuntut sumberdaya air dalam jumlah banyak. Sebaliknya, potensi ketersediaan air relatif tetap dan beragam menurut tempat dan waktu. Selanjutnya pasokan air untuk keperluan pertanian dan sektor lainnya dapat terganggu akibat minimnya ketersediaan air antar waktu (temporal) dan antar wilayah (spatial) pada musim kemarau. Sebaliknya pada musim hujan, tingginya curah hujan dan rusaknya daerah aliran sungai (DAS) menyebabkan hanya sebagian kecil saja volume air hujan yang dapat ditampung melalui infiltrasi dan intersepsi, sedangkan sisanya ditransfer menjadi aliran permukaan.
Jika indeks penggunaan air (IPA) atau rasio kebutuhan dan ketersediaan air sudah melebihi 1, artinya sumberdaya air yang ada sudah tidak cukup untuk menopang kebutuhan penggunanya. Depkimpraswil dalam Sosiawan dan Subagyono (2007), mencatat IPA untuk DAS Ciliwung dan Cisadane sudah melampaui 1,2 (129,4%) pada tahun 1995.
DAS Cicatih merupakan anak sungai dari DAS Cimandiri dengan luas 52.979 ha atau 530 km2 yang secara administratif masuk dalam Kabupaten Sukabumi. DAS Cicatih merupakan wilayah yang terkenal sebagai penghasil air minum pegunungan sehingga banyak terdapat pabrik air minum kemasan. Di wilayah Sub DAS Cicatih Hulu, secara administratif terdapat di Kecamatan Cidahu dimana disini terdapat 18 pabrik air minum kemasan yang secara ekstensif beroperasi. Hasil survei Balai PSDA Cisadea-Cimandiri yang melakukan survei pada discharge mata air menunjukkan bahwa di mata air Cibuntu mempunyai kapasitas discharge 695 l/dt. Selain itu aliran sungai pada
DAS ini salah satunya digunakan untuk pembangkit tenaga listrik berkekuatan 18,36 Mega Watt. Wilayah ini juga merupakan daerah perkebunan dan pertanian (sawah). Laju konversi lahan permeable menjadi impermeable semakin meningkat akibat meningkatnya pembangunan pemukiman yang semakin tidak terkendali. Antara tahun 1991-2001, peningkatan luas pemukiman di DAS Cicatih mencapai hampir 50 persen, hal ini merupakan faktor utama penyebab menurunnya kapasitas tampung DAS.
Peningkatan kebutuhan berbagai sektor pembangunan (rumah tangga, pertanian, industri dan lingkungan) terhadap air juga semakin meningkat di wilayah ini sehingga tekanan dan persaingan pemanfaatan sumberdaya air semakin tinggi. Oleh sebab itu, perlu dilakukan penelitian berbagai aspek yang berkaitan dengan kebutuhan, potensi dan optimalisasi pemanfaatan sumberdaya air.
Untuk Indonesia kebutuhan dasar air menurut Puslitbang Fisika Terapan-LIPI, 1990 adalah sebagai berikut untuk minum 2.5 – 5.0 liter/jiwa/hari, masak 7.5 – 10.0 liter/jiwa/hari dan untuk mencuci (bahan makanan dan lain-lain) 10.0 – 15.0 liter/jiwa/hari, sehingga total kebutuhan sehari sekitar 20.0 – 30.0 liter/jiwa/hari. Untuk menentukan kebutuhan air bersih industri, dapat dikategorikan menjadi tiga jenis berdasarkan banyaknya pemakaian masing-masing, untuk industri besar berkisar 151 – 350 m3/hari, industri sedang berkisar 51 – 150 m3/hari, dan industri kecil berkisar 5 – 50 m3/hari (Purwanto, 1995), dan untuk pertanian ditentukan berdasarkan faktor-faktor penyiapan lahan, penggunaan konsumtif, perkolasi, penggantian lapisan air, curah hujan efektif serta efisiensi irigasi.
Salah satu upaya untuk mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya air yang terbatas sedangkan kebutuhan masyarakat akan air semakin meningkat adalah pengelolaan DAS dengan metode Program Linear yang dapat mendistribusikan air secara optimum. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh optimasi pengalokasian sumberdaya air pada DAS Cicatih sehingga kebutuhan akan air dapat terpenuhi secara efektif dan efisien.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan alokasi yang optimum dari sumberdaya air dengan menggunakan Program Linear (LP) di DAS Cicatih Sukabumi untuk keperluan domestik, industri dan pertanian agar diperoleh jumlah pengguna air yang mendapatkan alokasi air sesuai dengan proporsi sektor-sektor tersebut.
C. SASARAN
Sasaran dari penelitian ini adalah :
1. Mengidentifikasi potensi ketersediaan air di DAS Cicatih.
2. Memproyeksikan kebutuhan air ketiga sektor pengguna utama yaitu domestik, industri, dan pertanian.
3. Memperoleh alokasi optimum pengguna air untuk sektor domestik, industri, dan pertanian sesuai dengan proporsi masing-masing di DAS Cicatih tahun 2010, 2015, 2020, dan 2025.
D. RUANG LINGKUP PENELITIAN
Sesuai dengan tujuan dan sasaran yang ingin dicapai dari penelitian ini, maka lingkup kegiatan penelitian ini mencakup analisis data sekunder dan pembuatan model matematik untuk optimasi penggunaan sumberdaya air dengan Program Linear (LP).
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. SIKLUS HIDROLOGI
Siklus hidrologi didefinisikan sebagai suksesi tahapan-tahapan yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer (Seyhan, 1990). Sumber tenaga dari siklus ini adalah matahari. Dalam daur hidrologi, energi panas matahari dan faktor-faktor iklim lainnya menyebabkan terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan tanah, di laut atau badan-badan air lainnya.
Gambar 1. Siklus hidrologi
Uap air sebagai hasil proses evaporasi akan terbawa oleh angin melintasi daratan yang bergunung maupun datar, dan apabila keadaan atmosfer memungkinkan, sebagian dari uap air tersebut akan terkondensasi dan turun sebagai air hujan.
Hujan yang jatuh ke bumi menyebar dengan cara dan arah yang berbeda-beda. Sebagian besar dari hujan untuk sementara tertahan pada tajuk tanaman yang pada akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan yang merupakan intersepsi selama dan sesudah berlangsungnya hujan. Sebagian lagi mengalir melalui permukaan dan tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus tanah (infiltrasi dan perkolasi) menjadi air tanah (ground water). Di bawah pengaruh gravitasi, baik aliran permukaan maupun air tanah bergerak
menuju tempat yang lebih rendah dan akhirnya mengalir ke laut. Namun, selama pengaliran sebagian besar air permukaan dan bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan transpirasi sebelum ke laut (Linsley, et al., 1990).
Komponen siklus hidrologi dalam DAS berdasarkan siklus diatas terdiri dari hujan, evaporasi, intersepsi, transpirasi, infiltrasi, perkolasi, aliran permukaan dan aliran bawah permukaan serta total aliran yang terjadi di sungai (outlet).
B. DAERAH ALIRAN SUNGAI
Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang secara topografik dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai utama (Asdak, 2002 dan Manan, 1979). Pemanfaatan sumberdaya alam pada suatu DAS secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu pemanfaatan sumberdaya tanah dalam hal ini lahan dan pemanfaatan sumberdaya air. Pemanfaatan sumberdaya lahan dalam suatu DAS meliputi pertanian, hutan, perkebunan, perikanan, pertambangan, dan lain-lain; sedangkan pemanfaatan sumberdaya air diperuntukkan bagi suplai air irigasi, suplai air minum, PLTA, suplai air industri, dan lain-lain. Untuk dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan, maka sumberdaya yang ada pada suatu DAS harus dikelola dengan optimal.
DAS adalah suatu sistem dalam hidrologi yang memiliki sistem masukan dan sistem keluaran. Salah satu keluaran dari sistem DAS adalah debit aliran sungai. Debit aliran sungai adalah integrator dari suatu DAS. Hal ini memiliki arti bahwa debit aliran sungai merupakan penyimpan informasi tentang ciri dan kondisi DAS tersebut. Debit aliran sungai ini dapat dijadikan petunjuk mampu tidaknya DAS berperan sebagai pengatur proses, khususnya dari segi hidrologi.
Gambar 2. Skema Daerah Aliran Sungai
Aliran sungai pada sistem keluaran/titik pelepasan (outlet) sangat dipengaruhi oleh karakteristik curah hujan dan kondisi biofisik DAS. Karakteristik biofisik mencakup geometri (ukuran, bentuk, kemiringan DAS), morfometri (ordo sungai, kerapatan jaringan sungai, rasio percabangan, rasio panjang), pedologi dan geologi, serta penutupan lahan. Diantara kelima penciri kondisi biofisik, tipe penutupan lahan merupakan satu-satunya parameter yang dapat mengalami perubahan secara cepat dan memberikan pengaruhnya secara signifikan terhadap karakteristik debit.
Dengan demikian masukan ke dalam suatu DAS dapat dioptimalkan menjadi suatu keluaran yang baik dengan mengatur kondisi biofisik yang ada pada DAS tersebut.
C. KETERSEDIAAN SUMBERDAYA AIR
Air adalah satu-satunya benda di atas bumi ini yang dalam kondisi sehari-hari dapat kita temui dalam 3 wujud sekaligus: cair (air), gas (uap air) dan padat (es). Air merupakan sumber kehidupan dan konon pula merupakan asal-muasal kehidupan itu sendiri di planet ini. Air ada dimana-mana. Dalam bentuk samudera, padang es, danau dan sungai, air meliputi hampir tiga perempat permukaan bumi, semua perairan ini seluruhnya berisi 1.350 juta
kilometer kubik air. Dibawah tanah terdapat sekitar 8,3 juta kilometer kubik air lagi dalam bentuk air tanah. Di dalam atmosfer bumi masih ada lagi 12.900 kilometer kubik air, kebanyakan dalam bentuk uap. Air adalah material yang paling berlimpah di bumi ini, menutupi sekitar 71% dari muka bumi ini.
Air seperti halnya energi, adalah hal yang esensial bagi pertanian, industri, dan hampir semua kehidupan. Secara filosofis, air merupakan sumber kehidupan dan sekaligus bermakna bahwa air merupakan zat yang sangat diperlukan bagi kehidupan setiap umat manusia dan seluruh makhluk hidup yang diciptakan Allah SWT. Kehidupan hampir seluruhnya air, 50 sampai 97% dari seluruh berat tanaman dan hewan hidup dan sekitar 70% dari berat tubuh kita. Kita bisa hidup sebulan tanpa makanan, tapi hanya bisa bertahan beberapa hari saja tanpa air.
Akibat banyaknya lahan yang beralih fungsi yang tadinya merupakan kawasan resapan menjadi kawasan pertanian dan pemukiman akan menyebabkan terganggunya daur air kawasan. Dalam abad 21 mendatang semakin dirasakan akan adanya keterbatasan alam dalam menyediakan air bagi kehidupan.
Jumlah pasokan air wilayah yang berasal dari hujan relatif tetap, mulai dirasakan tidak mengimbangi tingkat kebutuhan. Kelimpahan sumberdaya air yang dimiliki Indonesia tidak menjamin melimpahnya ketersediaan air wilayah pada dimensi tempat dan dimensi waktu. Variasi iklim serta kerentanan sistem sumberdaya air terhadap perubahan iklim akan memperparah status krisis air yaitu dengan meningkatnya frekuensi banjir dan panjangnya kekeringan, sehingga ketersediaan air semakin tidak dapat mengimbangi peningkatan kebutuhan air untuk berbagai penggunaan. Di samping itu dengan dipacunya pertumbuhan ekonomi, permintaan akan sumberdaya air baik kuantitas maupun kualitasnya semakin meningkat pula dan di tempat-tempat tertentu melebihi ketersediaannya. Hal ini menyebabkan sumberdaya air dapat menjadi barang yang langka. Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.
Air akan selalu ada karena air bersirkulasi tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer mengikuti siklus hidrologi. Ketika
jumlah penduduk masih terbatas dan alam masih belum banyak tereksploitasi, air terasa berlimpah sepanjang waktu dengan kualitas yang cukup baik, dan ketika itu pula air serasa belum memiliki nilai yang berarti. Ketika keberadaan air dirasakan semakin terbatas, baik dari segi kualitasnya maupun kuantitasnya, dan kebutuhan manusia akan air terasa semakin meningkat untuk memenuhi berbagai keperluan, serta kualitas lingkungan dan ekosistem mulai terganggu, pada waktu itu nilai air mulai diperhitungkan. Air tidak hanya berfungsi sosial dan lingkungan tetapi juga memiliki nilai ekonomis.
Tabel 1. Total Air Tersedia Menurut Wilayah Di Indonesia Wilayah/ Pulau Luas (km2) CH (mm/th)
Air Permukaan Air Tanah Total air Tersedia m3/s mm/th m3/s mm/th m3/s mm/th Sumatera 477 379 2 801 1 848 27 962 280 4 236 2 128 32 198 Jawa 121 304 2 555 1 659 6 378 256 982 1 915 7 360 Bali & NT 87 939 1 695 997 2 779 169 472 1 167 3 251 Kalimantan 534 847 2 956 1 968 33 359 296 5 010 2 264 38 369 Sulawesi 190 375 2 156 1 352 8 157 216 1 301 1 568 9 458 Maluku 85 351 2 218 1 400 3 785 222 600 1 621 4 385 Papua 413 949 3 224 2 171 28 524 322 4 229 2 497 32 754 INDONESIA 1 911 144 2 779 1 832 110 944 278 16 831 2 110 127 775 Sumber : Pawitan, dkk (1996) D. MODEL GR4J
Model debit harian yang diaplikasikan dalam sistem Informasi PJT II adalah GR4J. Model ini merupakan model debit yang sederhana, dapat diandalkan, serta merupakan model global dengan interval waktu harian yang hanya membutuhkan 4 parameter (Perrin, 2000).
Struktur model GR4J dikembangkan berdasarkan pendekatan secara empiris dan telah melalui pengujian pada DAS dengan berbagai kondisi yang beragam. Studi perbandingan dengan model sejenis yang dilakukan Perrin et
al. (2001), menunjukkan bahwa model GR4J memiliki kualitas simulasi relatif
dioptimasi. Model ini memiliki struktur seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar 3. Struktur model GR4J
Untuk mensimulasi debit harian, model GR4J membutuhkan input data hujan harian dan evapotranspirasi potensial (ETP) harian, serta 4 parameter model. Keempat parameter tersebut meliputi :
o X1; Kapasitas maksimum simpanan produksi (maximum capacity of the
production store)
o X2; Koefisien tukar air (water exchange coefficient)
o X3; Kapasitas maximum simpanan pengalihan (maximum capacity of the
routing store)
o X4; Waktu dasar hidrograf satuan (time base of unit hydrograf).Air
digunakan manusia untuk kebutuhan rumah tangga atau domestik, petanian, industri, pembangkit energi (tenaga listrik), transportasi, dan untuk keperluan lainnya.
Selain input karakteristik DAS dan parameter model, untuk membangkitkan debit simulasi, diperlukan input data terdiri dari data tanggal (minimal satu tahun dari tanggal 1 Januari hingga 31 Desember), data hujan harian (mm), data evapotranspirasi potensial (ETP) harian (mm), serta input debit harian (m3/detik). Hasil simulasi yang menunjukkan perbandingan antara debit
simulasi dan pengukuran.
E. KEBUTUHAN SUMBERDAYA AIR
Air digunakan manusia untuk kebutuhan rumah tangga atau domestik, petanian, industri, pembangkit energi (tenaga listrik), transportasi, dan untuk keperluan lainnya. Ditinjau dari fungsi air/wilayah perairan, dapat dibagi menjadi 3 golongan : Air sebagai faktor produksi, air sebagai komponen ekosistem, dan air sebagai sumber kenyamanan (amenity resource) (Nasoetion, 1991 dalam Ananda, R. D.,2003).
Di Indonesia, khususnya sebagai negara agraris, sektor pertanian adalah sektor yang banyak menggunakan air, penggunaannya meliputi untuk tanaman, perikanan dan peternakan. Penggunaan untuk rumah tangga/domestik terdiri atas penggunaan untuk air minum, memasak, mencuci, mandi dan lain sebagainya. Penggunaan untuk industri diantaranya sebagai bahan mentah, pendingin, penggelontor kotoran serta penggunaan lainnya dalam proses industri. Sedangkan infrastruktur menggunakan air untuk pembangkit tenaga listrik, rekreasi, transportasi, dan lain sebagainya.
Dengan bertambahnya jumlah penduduk maka kebutuhan air untuk rumah tangga akan meningkat. Di sisi lain dengan meningkatnya taraf hidup manusia yang berarti memacu industrialisasi maka berarti juga perlu sumberdaya air dalam proses produksinya, dengan demikian kebutuhan sumberdaya air makin hari semakin meningkat sejalan dengan tingkat pertumbuhan penduduk, tingkat kenaikan taraf hidup serta peningkatan proses industrialisasi.
1. Kebutuhan Air Domestik
Kebutuhan air domestik atau rumah tangga adalah kebutuhan air untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia sehari-hari. Besarnya kebutuhan air bagi masing-masing orang tidak sama dan sangat tergantung pada beberapa faktor diantaranya tingkat sosial, tingkat pendidikan, kebiasaan penduduk, letak geografis, dan lain-lain. Kebutuhan dasar air bersih tiap individu digunakan untuk memenuhi keperluan minum, masak, mencuci dan lain-lain.
Menurut Winrock (1992), Ditjen Cipta Karya menetapkan kebutuhan air domestik/municipal untuk masyarakat pedesaan adalah 45 lcd (liter/capital/day) dan untuk masyarakat kota sebesar 60 lcd. Besarnya konsumsi air rumah tangga dapat mengacu pada berbagai macam standar, seperti pada tabel 2 yang menampilkan standar kebutuhan air domestik berdasarkan jenis kota dan jumlah penduduk.
Tabel 2. Standar Kebutuhan Air Rumah Tangga Berdasarkan JenisKota Dan Jumlah Penduduk
Jumlah penduduk Jenis kota Jumlah kebutuhan air (liter/orang/hari) >2.000.000 Metropolitan >210 1.000.000-2.000.000 Metropolitan 150-210 500.000-1.000.000 Besar 120-150 100.000-500.000 Besar 100-120 20.000-100.000 Sedang 90-100 3.000-20.000 Kecil 60-100
Sumber: Dep. PU. dalam Pawitan, H., et. al. (2008)
Dan berdasarkan standar dari Direktorat Jenderal Cipta Karya besarnya kebutuhan dalam Pawitan, H., et. al. (2008) air setiap orang per hari adalah sebagai berikut:
a) Kebutuhan untuk penduduk kota besar sebesar 120 liter/kapita/hari. b) Kebutuhan untuk penduduk kota kecil sebesar 80 liter/kapita/hari. c) Kebutuhan untuk penduduk pedesaan sebesar 60 liter/kapita/hari.
2. Kebutuhan Air Industri
Kebutuhan air industri adalah kebutuhan air untuk proses industri, termasuk bahan baku, kebutuhan air pekerja industri dan pendukung kegiatan industri. Akan tetapi, besar kebutuhan air industri ditentukan oleh kebutuhan air untuk diproses, bahan baku industri dan kebutuhan air untk produktifitas industri. Oleh karena itu, kebutuhan air untuk industri disesuaikan dengan klasifikasi jenis industrinya.
Tabel 3. Klasifikasi Industri Menurut Jumlah Tenaga Kerja Jumlah tenaga kerja Klasifikasi industri
1-4 orang Rumah tangga
5-19 orang Kecil
20-99 orang Sedang
>100 orang Besar
Tabel 4. Kebutuhan Air Industri Berdasarkan Jenis Industri Jenis industri Kebutuhan air (m3/hari)
Kecil 5 – 50
Sedang 51 – 150
Besar 151 – 350
Sumber: Purwanto, 1995 3. Kebutuhan Air Pertanian
Kebutuhan air irigasi atau pertanian adalah jumlah selain air hujan yang ditambahkan untuk tanaman. Kebutuhan air untuk padi sawah meliputi kebutuhan air untuk pengolahan tanah, pembibitan, pertumbuhan sampai saat panen. Jumlah kebutuhan air untuk irigasi dan pertanian pada umumnya dipengaruhi oleh jenis dan sifat tanah, jenis tanaman, keadaan iklim setempat, keadaan topografi dan luas areal persawahan. Kebutuhan air irigasi ditentukan oleh faktor-faktor penyiapan lahan, penggunaan konsumtif, perkolasi, penggantian lapisan air, curah hujan efektif serta efisiensi irigasi.
Pada budidaya padi sawah, biasanya pemberian air dilakukan pada kegiatan-kegiatan sebagai berikut:
b) penyemaian bibit selama 20 hari,
c) umur masak tanaman padi 120 hari sejak pemindahan bibit smapai dengan panen, dan
d) pembekalan air dihentikan 14 hari sebelum panen.
Tabel 5. Banyaknya Air Yang Dibutuhkan Pada Budidaya Padi Sawah Per Hektar
Kegiatan Lama (hari) Jumlah air yang
dibutuhkan Penyiapan lahan 2 170 mm Evapotranspirasi selama penyemaian 20 66 mm (MH) 130 mm (MK) Perkolasi 140 (20 hari pembibitan
+ 120 hari umur masak pertanaman padi)
7 mm/hari atau 980 mm
Evapotranspirasi sejak pemindah bibitan sampai dengan panen
120 4.4 mm/ hari atau 528 mm (MH)
5.5 mm/hari atau 660 mm (MK)
Sumber: Notohadiprawiro, T. (2006)
Dari tabel di atas, didapatkan jumlah keperluan satu musim tanam ialah 1744 mm atau 1.6 liter/detik/ ha pada MH. Sedangkan pada MK 1940 mm atau 1.8 liter/detik/ha. Sehingga rata-rata per musim tanam dibutuhkan 1,7 liter/detik/ha.
F. KOMPETISI PENGGUNA AIR
Kebutuhan air makin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan ragam kebutuhan yang menuntut sumberdaya air dalam jumlah banyak. Peningkatan kebutuhan air setiap sektor makin menekan potensi pasokan air yang tersedia, hal ini berdampak pada makin meningkatnya potensi konflik antar sektor.
Sektor pemukiman/ rumah tangga, industri dan pertanian memainkan peranan utama dalam memperebutkan pasokan air. Sektor pertanian sampai saat ini merupakan pengguna terbesar diantara sektor-sektor pengguna air lainnya.
Tabel 6. Kompetensi Penggunaan Air Negara-negara di Dunia Pengguna Rumah Tangga
(%) Industri (%) Pertanian (%) Negara Maju 11 30 59 Negara Berkembang 8 10 82 Dunia 8 22 70
Sumber: Word Bank, 2001 dalam Sanim, B.,2003
Sebagai gambaran, untuk mengairi sawah 1 ha yang direncanakan panen dua kali setahun membutuhkan air sebanyak 41109 m3 per tahun (Tejoyuwono, 2006), sedangkan kebutuhan air penduduk menurut pedoman pembekalan air untuk rumah tangga di Indonesia adalah 86.4 liter/orang/hari atau 31.5 m3 per
tahun. Dengan demikian setiap 1 ha sawah akan bersaing dengan 1300 orang. Persaingan ini akan bertambah ketat akibat meningkatnya laju pertumbuhan penduduk dan peningkatan taraf hidup masyarakat.
G. LINEAR PROGRAMMING
Linear Programming sering disingkat LP merupakan salah satu teknik operational research yang digunakan paling luas dan diketahui dengan baik. Linear Programming digunakan untuk merubah suatu masalah kedalam model
matematik dalam mengalokasikan sumberdaya yang langka untuk mencapai suatu tujuan seperti memaksimumkan keuntungan dan meminimumkan biaya. Masalah keputusan yang sering dihadapi analis adalah alokasi optimum sumberdaya yang langka. Sumberdaya sering berupa uang, tenaga kerja, bahan mentah, kapasitas mesin, waktu, ruangan, teknologi, air dan masih banyak lagi yang lain. Linear Programming digunakan untuk mencapai hasil terbaik yang mungkin dengan keterbatasan sumberdaya, hasil yang diinginkan mungkin ditunjukkan sebagai maksimisasi dari beberapa ukuran seperti profit, penjualan dan kesejahteraan, atau minimasi seperti biaya, waktu dan jarak. Setelah mengidentifikasi masalah maka dapat ditentukan tujuan yang akan dicapai dan dapat dibuat suatu formula matematik yang meliputi 3 tahap sebagai berikut : 1. Tentukan variabel yang tak diketahui (variabel keputusan) dan nyatakan
2. Membentuk fungsi tujuan yang ditunjukkan sebagai suatu hubungan linier (bukan perkalian) dari variabel keputusan.
3. Menentukan semua kendala masalah tersebut dan mengekspresikan dalam persamaan atau pertidaksamaan yang juga merupakan hubungan linier dari variabel keputusan yang mencerminkan keterbatasan sumberdaya masalah.
Suatu permasalahan yang akan dipecahkan dengan Linear Programming untuk menghasilkan suatu alokasi sumberdaya yang optimal, terlebih dahulu harus menentukan variabel keputusan. Fungsi tujuan yang memuat tujuan yang akan dicapai dan fungsi kendala dimana fungsi kendala ini merupakan masalah keterbatasan sumberdaya yang harus dipecahkan untuk mencapai suatu hasil yang optimal. Setelah variabel keputusan, fungsi tujuan dan fungsi kendala ditentukan maka suatu permasalahan tersebut dapat diringkas menjadi suatu persamaan matematik. Solusi dari model matematik yang dihasilkan akan memberikan berapa jumlah sumberdaya yang optimal untuk memaksimumkan keuntungan atau meminimumkan biaya produksi.
1. Bentuk Umum Model Linear Programming (LP)
Pada setiap masalah, ditentukan variabel keputusan, fungsi tujuan, dan sistem kendala, yang bersama-sama membentuk suatu model matematik dari dunia nyata. Bentuk umum model LP itu adalah :
Maksimumkan atau minimumkan :
a. Fungsi tujuan : Z = c1 x1 + c2 x2 +...+ cn xn…… ...(1) b. Fungsi kendala: a11 x11 + a12 x12 + ... + an1 xn1 ≤ b1 (= ; ≥) a21 x21 + a22 x22 + ... + an1 xn1 ≤ b2 (= ; ≥) ... + ... + ... + ... ≤ ... an1 xn1 + an2 xn2 + ... + anm xnm ≤ bm (= ; ≥) ...(2) c. Asumsi : x1 , x2 , .... , xn ≥ 0 ...(3) Keterangan :
Xn = banyaknya kegiatan n, dimana n = 1,2,..., m. Berarti disini
terdapat m variabel keputusan. z = nilai fungsi tujuan.
cn = sumbangan perunit kegiatan n, Untuk masalah maksimisasi cn
menunjukkan keuntungan atau penerimaan per unit, sementara dalam kasus minimisasi ini menunjukkan biaya per unit.
bm = jumlah sumberdaya ke i (i= 1,2,...m,), berarti terdapat m jenis
sumberdaya
an = banyaknya sumberdaya n yang diperlukan untuk menghasilkan satu
unit barang ke m.
2. Asumsi Model Linear Programming (LP)
Model LP mengandung asumsi-asumsi implisit tertentu yang harus dipenuhi agar definisinya sebagai suatu masalah LP menjadi absah. Asumsi-asumsi tersebut adalah sebagai berikut :
a. Linearity dan Additivity
Syarat utama dari LP adalah bahwa fungsi tujuan dan semua kendala harus linear. Dengan kata lain, jika suatu kendala melibatkan dua variabel keputusan, dalam diagram dimensi dua ia akan berupa suatu garis lurus (bentuk geometri yang rata). LP juga mensyaratkan bahwa jumlah variabel kriteria dan jumlah penggunaan sumberdaya harus bersifat additif. Contohnya, keuntungan total Z, yang merupakan variabel kriteria, sama dengan jumlah keuntungan yang diperoleh dimasing-masing kegiatan. Additif dapat diartikan sebagai tak adanya penyesuaian pada perhitungan variabel kriteria karena terjadinya interaksi.
b. Divisibility
Asumsi ini berarti bahwa nilai solusi yang diperoleh tidak harus berupa bilangan bulat. Karena itu variabel keputusan merupakan variabel kontinyu sebagai lawan dari variabel diskrit atau bilangan bulat.
c. Deterministic
LP secara tak langsung mengasumsikan suatu masalah keputusan dalam suatu kerangka statis dimana semua parameter diketahui dengan kepastian. Analisis sensitivitas adalah suatu teknik yang dikembangkan untuk menguji nilai solusi, bagaimana kepekaannya terhadap
perubahan-perubahan parameter akibat ketidakpastian parameter dalam model LP.
3. Penyelesaian Grafik Model LP
Masalah LP dapat diilustrasikan dan dipecahkan secara grafik jika ia hanya memiliki dua variabel keputusan. Suatu cara sederhana untuk menggambarkan masing-masing persamaan garis adalah dengan menetapkan salah satu variabel dalam suatu persamaan sama dengan nol dan kemudian mencari nilai variabel yang lain.
4. Penyelasaian LP dengan Metode Simpleks
Metode simpleks merupakan metode untuk menyelesaikan permasalahan linear programming dimana variable dan persamaan fungsi kendala banyak (lebih dari 2). Penyelesaian model LP dengan menggunakan metode simpleks harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk umum yang dinamakan “ bentuk baku ” (standard form). Ciri-ciri dari bentuk baku model LP adalah : semua kendala berupa persamaan dengan sisi kanan non negatif, semua variabel non negatif dan fungsi tujuan dapat maksimum maupun minimum.
Untuk memulai algoritma simpleks dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Mengubah fungsi kendala berbentik pertidaksamaan menjadi bentuk persamaan, dengan penambahan variabel baru.
2. Menentukan non basic variable dan basic variable ntuk mendapatkan
initial basic feasible solution.
3. Iterasi dengan prinsip eliminasi Gauss dengan menentukan entering
basic variable (non basic variable diubah menjadi basic variable) dan leaving basic variable (basic variable diubah menjadi non basic variable), sehingga ditemukan basic feasible solution yang optimal.
4. Jika tidak optimal maka ulangi langkah nomor 3 untuk basic feasible
III. METODOLOGI PENELITIAN
B. LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cicatih yang merupakan anak sungai dari DAS Cimandiri yang secara geografis terletak antara 106039’8’’- 106057’30’’ BT dan 6042’54’’- 7000’43’’ LS dengan luas
52.979 ha atau 530 km2 yang secara administratif masuk dalam Kabupaten Sukabumi, Provinsi Jawa Barat.
Pengambilan data untuk penelitian dilakukan pada Februari - Maret 2009 di Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat. Sedangkan pengolahan data dan penyusunan laporan penelitian dilakukan pada bulan April – Juli 2009.
C. ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah satu unit komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak linear programming (LP) Lingo 8, Microsoft Excel dan Mini Tab dalam pengolahan data.
Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ; 4. Peta rupa bumi dari BAKORSURTANAL.
5. Data jumlah penduduk dan luas tanah sawah, diperoleh dari Badan Pusat Statistik (BPS) dalam buku Kabupaten Sukabumi Dalam Angka (KSDA). 6. Data iklim yang meliputi : data curah hujan, evapotranspirasi, kecepatan
angin, kelembaban udara, suhu udara rata-rata dan radiasi matahari, dan data tinggi muka air sungai pada AWLR, dari BALITKLIMAT, Bogor.
7. Data industri di DAS Cicatih dari BPSDA Cisadea-Cimandiri.
8. Harga air untuk industri dan domestik dengan menggunakan standar harga dasar air BPSDA.
D. PROSEDUR KERJA
1. Identifikasi Potensi Sumberdaya Air
Potensi ketersediaan air di lokasi penelitian bersumber dari air permukaan, air tanah dan air mata air.
1.1. Sumberdaya Air Permukaan
Potensi air permukaan berupa aliran sungai dianalisis berdasarkan data pengamatan stasiun AWLR yang diperoleh dari BALITKLIMAT, Bogor. Untuk menggambarkan fluktuasi aliran sungai, model hidrologi GR4J (Perrin, 2000) akan diaplikasikan untuk mensimulasi debit harian.
Alat pengukur tinggi muka air otomatis (AWLR) digunakan untuk mengukur tinggi muka air pada titik keluaran DAS Cicatih di Sungai Cibojong. Dari data tinggi muka air yang dapat diamati di lapangan tersebut, kemudian dilakukan pendugaan debit aliran dengan menggunakan persamaan rating curve (kurva lengkung debit).
Dengan menggunakan model GR4J, didapatkan gambaran fluktuasi aliran (Perrin, 2000) yang memberikan gambaran secara umum ketersediaan air di DAS Cicatih (53.286,06 ha).
1.2. Sumberdaya Air Mata Air
Pengidentifikasian potensi air mata air dilakukan melalui data-data yang diperoleh dari BPSDA Cisadea-Cimandiri dan DISTAMBEN Kabupaten Bogor.
2. Identifikasi Kebutuhan Air
Kebutuhan air secara umum dapat dibagi dalam dua kategori yaitu untuk keperluan irigasi dan non irigasi. Untuk kebutuhan non irigasi dibagi lagi menjadi kebutuhan air untuk domestik, non domestik, industri, peternakan, perikanan dan penggelontoran/perawatan sungai. Sedangkan dalam penelitian ini, kebutuhan air dikategorikan menjadi kebutuhan untuk tiga sektor pengguna utama yaitu: domestik, industri, dan pertanian (irigasi). Perkiraan kebutuhan air dihitung dengan perkalian jumlah pengguna (penduduk, industi, dan luas lahan areal irigasi) dengan kebutuhan air masing-masing.
2.1. Kebutuhan Air Domestik
Besarnya debit air yang dibutuhkan oleh penduduk dihitung berdasarkan jumlah penduduk dan perkiraan besarnya kebutuhan air penduduk per hari.
Berdasarkan standar dari Direktorat Jenderal Cipta Karya besarnya kebutuhan air setiap orang per hari adalah sebagai berikut: d) Kebutuhan untuk penduduk kota besar sebesar 120 liter/kapita/hari. e) Kebutuhan untuk penduduk kota kecil sebesar 80 liter/kapita/hari. f) Kebutuhan untuk penduduk pedesaan sebesar 60 liter/kapita/hari.
Pada penelitian ini karena hampir seluruh wilayah penelitian merupakan areal pedesaan, maka tidak dilakukan penghitungan air perkotaan. Untuk perhitungan kebutuhan air domestik dalam penelitian ini diambil nilai rata-rata kebutuhan air 60 liter/kapita/hari. 2.2. Kebutuhan Air Industri
Debit air yang dibutuhkan untuk keperluan industri dihitung berdasarkan kebutuhan air untuk industri. Kebutuhan air industri berdasarkan jenis industri secara umum menurut Purwanto tahun 1995, yaitu untuk industri besar berkisar 151 – 350 m3/hari, industri sedang 51 – 150 m3/hari , dan industri kecil 5 – 50 m3/hari. Dalam
penelitian ini besarnya kebutuhan air untuk industri yang digunakan dihitung berdasarkan kebutuhan industri kecil saja, sebagai penopang ekonomi rakyat, dengan rata-rata pemakaian air untuk industri yaitu sebesar 50 m3/hari.
2.3. Kebutuhan Air Pertanian
Kebutuhan air untuk pertanian (irigasi) meliputi pemenuhan air untuk lahan pertanian yang dilayani oleh suatu sistem irigasi teknis, setengah teknis maupun sederhana.
Perkiraan kebutuhan air untuk irigasi yaitu dengan perkalian luas lahan dengan kebutuhan air per satuan luas. Untuk menentukan banyaknya air yang diperlukan oleh satu hektar lahan padi sawah ialah 1744 mm atau 1,6 liter/detik/ha pada MH, sedangkan pada MK 1940 mm atau 1,8 liter/detik/ha. Sehingga rata-rata kebutuhan air selama
satu musim tanam adalah 1,7 liter/detik/ha (Tejoyuwono,2006). Dalam penelitian ini dilakukan penghitungan kebutuhan air untuk dua kali masa tanam selama satu tahun, masing-masing musim tanam selama 128 hari.
3. Proyeksi Kebutuhan Air
Setelah proses identifikasi, tahap selanjutnya adalah melakukan proyeksi terhadap kebutuhan air berdasarkan data-data yang tersedia.
Untuk memproyeksikan jumlah penduduk digunakan metode pendekatan eksponensial yang telah direkomendasikan di dalam buku Pedoman Perencanaan Sumber Daya Air Wilayah Sungai yang diterbitkan oleh Dirjen Sumber Daya Air tahun 2001. Metode ini memakai anggapan persentase pertumbuhan penduduk tiap tahun adalah konstan. Adapun persamaan yang digunakan dalam metode ini adalah :
Pt = P0ert
Dimana :
Pt = populasi t tahun yang akan datang (orang), P = populasi waktu dasar yang ditinjau (orang), r = perkembangan penduduk tiap tahun (%), t = banyaknya tahuntahun yang diproyeksikan.
Dalam melakukan analisis jumlah penduduk dihitung berdasarkan data yang diperoleh dari Kabupaten Sukabumi Dalam Angka, BPS Kabupaten Sukabumi. Proyeksi dilakukan berdasarkan data tahun 1971, 1980, 1990, dan 2000.
Sedangkan proyeksi jumlah industri, khususnya industri sedang, dan luas lahan padi sawah tiap tahunnya dilakukan perhitungan dan analisa dengan metode regresi linier time series dengan bantuan software Mini Tab. Pada penelitian ini dilakukan proyeksi untuk mengetahui kebutuhan air baik untuk domestik, industri, maupun pertanian tahun 2010, 2015, 2020, dan 2025.
4. Optimasi Sumberdaya Air
Teknik program matematik yang banyak dipakai dalam program optimasi pengelolaan suatu sumberdaya terbatas adalah linear
programming. Suatu permasalahan optimasi dapat dipecahkan dengan
program linier apabila memenuhi syarat sebagai berikut :
a) Mempuyai tujuan yang dimaksimumkan atau diminimumkan dan dapat dinyatakan dalam fungsi linier,
b) Mempunyai keterbatasan dalam jumlah sumberdaya tertentu dan dapat dinyatakan dalam persamaan ( = ) atau pertidaksamaan (≤) atau (≥).
Air akan selalu ada karena air bersirkulasi tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer mengikuti siklus hidrologi. Ketika jumlah penduduk masih terbatas dan alam masih belum banyak tereksploitasi, air berlimpah sepanjang waktu dengan kualitas yang cukup baik, dan ketika itu pula air dianggap belum memiliki nilai yang berarti.
Secara kuantitas sumberdaya air nasional cukup besar, namun dalam kenyataannya air sering menjadi kendala (seperti kekeringan atau sebaliknya kebanjiran). Sebagai negara kepulauan yang beriklim tropika basah, curah hujan sangat bervariasi menyebabkan keragaman ketersediaan air sangat besar, baik menurut ruang (spatial) maupun waktu (temporal). Ketika keberadaan air dirasakan semakin terbatas, baik dari segi kualitasnya maupun kuantitasnya, dan kebutuhan manusia akan air terasa semakin meningkat untuk memenuhi berbagai keperluan, serta kualitas lingkungan dan ekosistem mulai terganggu, pada waktu itu nilai air mulai diperhitungkan.
Sektor domestik, industri dan pertanian memainkan peran utama dalam memperebutkan pasokan air. Dalam World Bank (2001), rata-rata pemanfaatan air oleh negara-negara berkembang di dunia untuk sektor domestik memakai 8%, sektor industri 10%, sektor pertanian sebagai pemakai terbesar, memanfaatkan 82%.
Optimasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah mengalokasikan sumberdaya air yang ada kepada ketiga sektor pengguna utama sesuai kebutuhannya masing-masing dan persentase pemakaian air rata-rata negara
berkembang di dunia pada musim hujan dan musim kemarau sesuai dengan iklim Negara Indonesia. Dengan asumsi, curah hujan akan mempengaruhi kondisi debit aliran permukaan, sementara debit mata air konstan sepanjang tahun.
Kelangkaan air yang makin meningkat akan makin menampilkan peran air sebagai komoditi ekonomi, maka dalam penelitian ini digunakan nilai harga air untuk berbagai keperluan.
Teknik optimasi yang digunakan adalah memaksimumkan keuntungan dari pengalokasian air permukaan dan air mata air untuk dialokasikan kepada ketiga sektor pengguna utama, domestik, industri terutama industri kecil, dan pertanian, sesuai dengan kebutuhan dan kepentingan masing-masing dengan metode simpleks menggunakan software Lingo 8 untuk memperoleh problem solving (solusi). Hal tersebut dapat tercapai dengan menggunakan persamaan :
Fungsi tujuan :
Z =
∑ ∑
Pij.Xij ...………..………… (1)Dimana : P = Harga air (Rp/liter). X = Jumlah pengguna air.
i = indeks sumber air (air permukaan dan air mata air). j = indeks pengguna air (domestik, industri, dan pertanian).
Fungsi kendala :
∑
∑
Ki.Cij.Xij ≤ Qj……… (2)Dimana : C = Kebutuhan air masing-masing sektor.
K = Persentase penggunaan air setiap sektor pengguna. X = Jumlah pengguna setiap sektor.
Q = Ketersediaan (debit) air permukaan, dan air mata air. Atau jika dijabarkan akan menjadi :
K11.C11.X11 + K12.C12.X12 + K13.C13.X13 ≤ Q1;
Dimana :
C11 = C21 = Kebutuhan air penduduk (0,000694 l/dtk).
C12 = C22 = Kebutuhan air industri kecil (0,58 l/dtk)
C13 = C23 = Kebutuhan air irigasi (0,09 l/dtk)
X11 = X21 = Jumlah pengguna untuk domestik.
X12 = X22 = Jumlah pengguna untuk industri.
X13 = X23 = Jumlah pengguna untuk pertanian.
K11 = K21 = Persentase pemakaian air untuk domestik (8%).
K12 = K22 = Persentase pemakaian air untuk domestik (10%).
K13 = K23 = Persentase pemakaian air untuk domestik (82%).
Q1 = Debit air permukaan rata-rata bulanan. Q2 = Debit air mata air.
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
Identifikasi ketersediaan Identifikasi kebutuhan MULAI Debit air yang tersedia Analisa Kebutuhan air setiap
Analisa dan Proyeksi
Apakah air tercukupi untuk setiap sektor Optimasi sumberdaya air SELESAI Debit optimum pertanian Debit optimum industri Debit optimum domestik ya tidak
Identifikasi permasalahan : Terbatasnya jumlah air yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan air domestik, industri dan pertanian.
MULAI
Variabel keputusan : P = Harga air,
X = Jumlah pengguna air C = Kebutuhan air setiap sektor,
K = Persentase penggunaan air setiap sektor, Q = ketetersediaan (debit) sumber air per bulan
Variabel yang tidak diketahui : X = Jumlah pengguna air
Menentukan tujuan optimasi : memaksimumkan profit. MAX
∑ ∑
Pij.XijKeterangan :
j = indeks sektor pengguna air (domestik, industri, dan pertanian)
i = indeks sumberdaya air (permukaan dan mata air)
Menentukan kendala-kendala :
∑
∑
Kij Cij.Xi ≤.QjAsumsi-asumsi yang digunakan :
1. Besarnya kebutuhan air setiap sektor konstan.
2. Debit air tersedia konstan. 3. Harga air konstan.
4. Nilai input dan output berharga positif.
Gambar 5. Diagram Alir Linear Programming Dengan Metode Simpleks Menentukan non basic variable dan basic variable
(untuk mendapatkan initial feasible solution)
Iterasi dengan prinsip eliminasi Gauss
Hasil : Basic Feasible Solution (BFS) Optimal??? ya tidak SELESAI
Mengubah semua fungsi kendala (FK) kedalam bentuk standar, dengan menambahkan variable baru.
Jika FK berbentuk pertidaksamaan (≤), maka pada persamaan yang baru ditambahkan slack variable ( bernilai positif) Jika FK berbentuk pertidaksamaan (≥),maka pada persamaan yang baru ditambahkan excess variable ( bernilai negatif)
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. KARAKTERISTIK UMUM DAERAH PENELITIAN
DAS Cicatih merupakan sub-DAS dari DAS Cimandiri yang secara geografis terletak antara 106o39’8’’-106o57’30’’ BT dan 6o42’54’’-7o00’43’’ LS yang secara administratif masuk ke dalam Kabupaten Sukabumi, Provinsi Jawa Barat. DAS Cicatih ini memiliki lima Sub-DAS yaitu Sub-DAS Ciheulang, Sub-DAS Cileuleuy, Sub-DAS Cicatih Hulu, Sub-DAS Cipalasari dan Sub-DAS Cikembar. Secara administratif terdapat 15 kecamatan yaitu Bojong Genteng, Caringin, Cicantayan, Cibadak, Cicurug, Cidahu, Cikembar, Cikidang, Cisaat, Kadudampit, Kalapanunggal, Nagrak, Parakansalak, Parungkuda, dan Warungkiara di DAS Cicatih ini.
Tabel 7. Luas Wilayah DAS Cicatih Berdasarkan Luas Kecamatan
No Kecamatan Luas (Ha)
1 Cicurug 6.032,21 2 Cidahu 3.871,63 3 Parakansalak 5.184,88 4 Caringin 3.371,34 5 Kadudampit 3.699,44 6 Nagrak 10.551,66 7 Kalapanunggal 1.059,09 8 Parungkuda 2.567,99 9 Bojonggede 2.020,59 10 Cikidang 315,88 11 Cibadak 4.413,03 12 Cicantayan 2.836,35 13 Cisaat 852,53 14 Warungkiara 926,38 15 Cikembar 5.583,06 Total 53.286,06
DAS Cicatih-Cimandiri merupakan wilayah yang terkenal sebagai penghasil air minum pegunungan sehingga banyak terdapat pabrik air minum kemasan. Di wilayah Sub DAS Cicatih Hulu, secara administratif terdapat di Kecamatan Cidahu dimana disini terdapat 18 pabrik air minum kemasan yang secara ekstensif beroperasi. Hasil survei Balai PSDA Cisadea-Cimandiri yang melakukan survei pada discharge mata air menunjukkan bahwa di mata air
Cibuntu mempunyai kapasitas discharge 695 l/dt. Selain itu aliran sungai pada DAS ini salah satunya digunakan untuk pembangkit tenaga listrik berkekuatan 18,36 Mega Watt. Wilayah ini juga merupakan daerah perkebunan dan pertanian (sawah).
1. Topografi
Ketinggian tempat bervariasi mulai 200 meter di atas permukaan laut (mdpl) pada daerah hilir sampai mencapai 3000 mdpl di Gunung Pangrango. DAS Cicatih merupakan daerah yang berbukit-bukit sampai bergunung pada daerah Gunung Salak dan Pangrango, diselingi dengan dataran/lembah diantara bukit dan sungai yang mengalir di sela-selanya.
Kemiringan lereng bervariasi mulai dari datar - sangat curam. Daerah sangat curam sekali dengan kemiringan lebih dari 50% terletak di daerah hulu sungai dimana terdapat Gunung Salak dan di Sub-DAS Ciheulang yang terdapat Gunung Pangrango dan Gunung Gede. Secara keseluruhan DAS Cicatih merupakan daerah yang datar sampai landai seperti di Sub-DAS Cikembar. Sekitar 68% wilayah ini merupakan wilayah yang datar sampai landai yang berkemiringan antara 0-20 %. Wilayah dengan kemiringan lereng dengan kategori sangat curam sekali (>50%) sekitar 3% dari keseluruhan wilayah atau 1589 ha. Tabel 8 menyajikan luas (ha) dan persentasenya untuk masing-masing kelas kemiringan lereng.
Tabel 8. Persentase Luas Lahan Pada Berbagai Kelas Kemiringan Lereng
No Kelas lereng Kemiringan Luas (%)
1 Datar 0-10% 45
2 Landai 10-20% 23
3 Agak curam 20-30% 15
4 Curam 30-40% 10
5 Sangat curam 40-50% 4
2. Iklim
DAS Cicatih memiliki curah hujan yang tinggi dengan rata-rata curah hujan tahunan lebih dari 2.000 mm.
Berdasarkan perhitungan curah hujan wilayah dengan metode Polygon Thiessen dari delapan stasiun hujan yaitu Cicurug, Sekarwangi, Cikembar, Sinagar, Cibunar, Cipeundeuy, Cipetir, dan Cisampora, selama kurun waktu 4 tahun (2002-2006) didapatkan bahwa curah hujan terendah terjadi pada bulan Agustus dan tertinggi pada bulan Desember. Setelah mencapai nilai maksimum curah hujan akan mengalami penurunan dan akan kembali naik pada bulan April setelah itu kembali mengalami penurunan sampai mencapai nilai minimum pada bulan Juli (Gambar 6).
Gambar 6. Grafik Curah Hujan Rata-rata di DAS Cicatih 2002 - 2006.
Menurut klasifikasi iklim Schmidt dan Ferguson daerah-daerah di DAS Cicatih termasuk ke dalam tipe iklim A yang berarti daerah sangat basah dengan vegetasi hutan hujan tropik dan B yang berarti daerah basah dengan vegetasi masih hutan hujan tropik (Tabel 9). Sedangkan berdasarkan klasifikasi iklim Koppen seluruh wilayah DAS Cicatih termasuk tipe iklim Af yang berarti suhu minimumnya lebih dari 18 oC dan curah hujan minimumnya lebih dari 60 mm.
Grafik Kelembaban Udara Bulanan Pakuwon Tahun 1984-2004 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Bulan
RH(
%
)
Tabel 9. Tipe iklim Schimdt-Ferguson dan Koppen Pada Daerah-daerah di DAS Cicatih
Stasiun Tipe Iklim
Schimdt-Ferguson Koppen Parakansalak A Af Cicurug B Af Cipetir A Af Sinagar A Af Mandaling B Af Cisampora B Af Cikembang B Af Salabintana A Af Sukabumi B Af Sumber: Harmailis (2001)
Berdasarkan grafik kelembaban udara relatif diketahui bahwa kelembaban udara di DAS Cicatih mencapai nilai maksimum pada bulan Februari dan minimum pada bulan Juli, Agustus, dan September. Kelembaban rata-rata bulanan di wilayah ini berkisar antara 84% sampai 89% (Gambar 7).
Gambar 7. Grafik Kelembaban Udara di DAS Cicatih
Dan berdasarkan grafik radiasi diketahui bahwa radiasi di DAS Cicatih mencapai nilai maksimum pada bulan Agustus dan minimum pada bulan Januari. Radiasi rata-rata bulanan di wilayah ini berkisar antara 29% sampai 53% (Gambar 8).
Grafik Radiasi Bulanan Pakuwon Tahun 1984-2004 0 10 20 30 40 50 60
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des
Bulan R adi as i ( % )
Gambar 8. Grafik Radiasi di DAS Cicatih 3. Penutupan Lahan
Terdapat tujuh tipe penutupan lahan di DAS Cicatih, yaitu hutan, kebun/perkebunan, tegalan, sawah, pemukiman, rumput/tanah kosong, semak belukar, dan tubuh air. Tipe penutupan lahan yang mendominasi wilayah ini adalah kebun/perkebunan yang mencapai 28% dari luasan total atau sekitar 14.720 ha sedangkan tubuh air hanya menempati luasan 9 ha (0,02%). Luas dan persentase penutupan lahan di DAS Cicatih dapat dilihat pada Tabel 10 berikut ini.
Tabel 10. Luas (ha) Daerah Pada Berbagai Tipe Penutupan Lahan Penutupan lahan Luas (%) Luas (Ha)
Hutan 14,58 7769,11 Kebun/perkebunan 27,87 14850,82 Pemukiman 12,54 6682,07 Rumput/tanah kosong 0,35 186,50 Sawah 18,98 10113,69 Semak belukar 8,22 4380,11 Tegalan/lading 17,44 9293,09 Tubuh air 0,02 10,66 Total 100,00 53286,06
Daerah hutan berada pada daerah hulu yang mempunyai kelerengan curam sampai sangat curam tepatnya disekitar Gunung Salak dan Gunung Pangrango. Hanya sebagian kecil hutan yang berada di daerah tengah DAS
yaitu yang berada di Gunung Walat. Daerah persawahan sebagian besar berada di wilayah tengah dan hulu DAS yang berada pada daerah dengan kemiringan kurang dari 15%.
B. POTENSI SUMBERDAYA AIR DI DAS CICATIH 1. Potensi Air Permukaan
Potensi ketersediaan air permukaan di DAS Cicatih sangat melimpah, berupa aliran sungai yang mengalir sepanjang tahun. Terdapat sungai besar serta cabang dan rantingnya yang hampir memenuhi hampir seluruh wilayah penelitian, yang dapat dimanfaatkan potensi airnya. Seperti di sebelah timur terdapat Sungai Cibojong dengan cabang sungainya yaitu Sungai Cikalancing, Manglid, dan Jabon Manglid. Sedangkan di sebelah barat terdapat Sungai Ciherang dengan cabang sungainya yaitu sungai Selokan Gede dan Sungai Cikuru. Sungai-sungai ini sangat potensial menyediakan kebutuhan air baik untuk pertanian maupun non pertanian.
Potensi air permukaan berupa aliran sungai dianalisis berdasarkan data pengamatan stasiun AWLR (pengukur tinggi muka air otomatis) serta pengukuran langsung di lapangan menggunakan current meter pada suatu titik yang telah diketahui posisi geografisnya berdasarkan pengukuran GPS (Global Positioning System), dan pengukuran profil melintang sungai serta kecepatan arus pada berbagai ketinggian muka air dilakukan pada titik keluaran Sub-DAS (outlet) Cicatih hulu di Sungai Cibojong. Berdasarkan analisis regresi antara data ketinggian muka air dengan debit (perkalian antara luas penampang sungai dengan kecepatan arus), akan dibuat kurva lengkung debit (rating curve) yang akan digunakan untuk mentransformasi data tinggi muka air dalam meter menjadi data debit dalam meter kubik per detik.
Gambar 9. Profil Melintang Sungai Cibojong Pada Titik Pemasangan AWLR
Gambar 10. Kurva Lengkung Debit Sungai Cibojong
Untuk memberikan gambaran secara umum ketersediaan air di Sub-DAS Cicatih Hulu, dilakukan simulasi debit harian menggunakan model GR4J. Sebagai input, digunakan data ETP harian periode 2007 dari stasiun iklim (AWS) Cangkuang, dan data curah hujan serta debit dari stasiun pengukur duga muka air otomatis (AWLR). Hasil simulasi debit harian periode 2007 disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Perbandingan Debit Pengamatan dan Debit Simulasi Sungai Cibojong April – Desember 2007
Berdasarkan debit Sungai Cibojong pada periode 2007, debit rata-rata sesaat harian sungai ini adalah 246 liter/detik. Debit maksimum terjadi pada tanggal 3 Februari sebesar 938,46 liter/detik, dan pada 2 Oktober terjadi debit mínimum sebesar 66,37 liter/detik. Terjadinya perbedaan yang sangat ekstrim antara debit maksimum dan mínimum dapat menginterpretasikan adanya kerusakan di Sub-DAS Cicatih Hulu.
Pada tampilan gambar di atas terlihat pola debit simulasi menyerupai pola debit pengamatan, dengan nilai perbandingan debit pengamatan dan debit simulasi yang dicapai adalah 70,3%. Hal ini menunjukkan bahwa model GR4J mampu memodelkan debit dengan baik.
2. Potensi Mata air
Penggunaan mata air di wilayah DAS Cicatih khususnya Kecamatan Cidahu, wilayah penghasil air pegunungan, selain untuk keperluan masyarakat, air irigasi pertanian juga untuk berbagai keperluan usaha, baik Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) atau jenis industri lain.
Keseluruhan mata air merupakan mata air pegunungan yang selalu mengalir sepanjang tahun. Data mata air yang terdapat di DAS Cicatih disajikan pada Tabel 11 berjumlah 5.624 liter/detik.
Tabel 11. Mata Air di DAS Cicatih
No Mata air Desa Kecamatan Besar
debit (l/dt) Debit yang dimanfaatkan PDAM (l/dt) Peruntukan Keterangan
1 Ciburial I Babakan Jaya Parungkuda 70 10 PT Pranida Mulia Utama Aktif
2 Ciburial II Babakan Jaya Parungkuda 21 10 PT ABC Sedang diproses
3 Cisalada Manglid
Cidahu Cidahu 37 10 PT Cisalada Jaya Tirtatama Sedang diproses
4 Cibojong Cidahu Cidahu 20 10 PT Kelvin Sahabat Dispenser Sedang diproses
5 Manglid Kapalanunggal Kalapanunggal 37 5 PT Panca Palma Aktif
6 Citiis Lebaksari Parakan Salak 217.6 10 PT Sumber Intan Tirtomoyo Sedang diproses
7 Cipicung Ciambar Nagrak 16.38 10 PT Tri Usaha Mitra Sedang diproses
8 Cikubang I Cidahu Cidahu 20 5 PT Aqua Golden Mississipi Aktif
9 Cikubang II Cidahu Cidahu 120 40 PT Aqua Golden Mississipi Aktif
10 Cikubang Hilir Cidahu Cidahu 27.29 10 PT Agrawira Tirta Mitra Aktif
11 Cibuntu Pondokkaso Parungkuda 774 20 PT Alfindo Putra Setia Aktif
12 Cigombong Pasirdoton Cidahu 126.1 20 PT Subur TIrta Sejuk Sedang diproses
13 Cipanas Pasirdoton Cidahu 2584 6 PT Tirta Food Aritama Sedang diproses
14 Ciburial Bojongkokosan Parungkuda 154 129.3 PT Dua Tang, PDAM Kab.
Sukabumi Sedang diproses
15 Cipeti Tenjo Ayu Cicurug 1260
16 Ciseke Berkah Parungkuda 11.14 5 PT Annisa Risan Utama
Sejatera
Sedang diproses
17 Cikahuripan Boong Asih Parakan Salak 7.26 5 PT Natural Mutu Utama Sedang diproses
18 Cisalada Kutajaya Cicurug 10.5 5 PT Equilindo Asri Sedang diproses
19 Ciburial Pasawahan Cicurug 72 10 PT Moya Zamzani Aktif
C. ANALISIS KETERSEDIAAN DAN KEBUTUHAN AIR 1. Ketersediaan Air
Ketersediaan air permukaan dihitung dari besarnya debit sungai yang sangat dipengaruhi oleh besarnya curah hujan, sehingga ketersediaan air akan sangat bervariasi tergantung musim. Pada musim penghujan air yang tersedia berupa debit aliran di sungai akan sangat banyak dan melimpah, sebaliknya saat musim kemarau debit aliran di sungai kecil sehingga ketersediaan air akan sedikit. Berdasarkan data curah hujan, musim hujan di DAS Cicatih umumnya terjadi pada bulan Januari – April dan November – Desember, sedangkan bulan Mei – Oktober terjadi musim kemarau. Debit rata-rata bulanan di DAS Cicatih mencapai 23.752 liter/detik. Debit mínimum terjadi pada bulan Agustus sebesar 11.135 liter/detik dan debit maksimum pada bulan April sebesar 35.330 liter/detik berdasarkan data dari PLTA Ubrug, outlet DAS Cicatih, tahun 2003-2007 dan disajikan pada Gambar 12.
Gambar 12. Ketersediaan Air di DAS Cicatih
2. Kebutuhan Air
Proyeksi pertumbuhan penduduk di DAS Cicatih dengan nilai perkembangan penduduk tiap tahun (r) adalah 1,49% seperti pada Gambar 13. Adapun kebutuhan air domestik dan hasil proyeksinya disajikan pada Gambar 14.
Gambar 13. Grafik Pertumbuhan Penduduk DAS Cicatih
Gambar 14. Kebutuhan Air Domestik di DAS Cicatih
Seiring dengan meningkatnya populasi maka akan berdampak pada peningkatan kebutuhan sumberdaya air seperti pada Gambar 14. Diperkirakan kebutuhan air untuk domestik pada tahun 2010 sebesar
267.132 liter/detik, pada 2015 sebesar 269.008 liter/detik. Sedangkan pada 2020 dan 2025, mencapai 270.898 dan 274.717 liter/detik. 2.2. Proyeksi Kebutuhan Air Industri
Kebutuhan air industri adalah kebutuhan air untuk proses industri, termasuk sebagai bahan baku, kebutuhan air pekerja dan pendukung kegiatan industri. Sehingga banyaknya air yang dibutuhkan oleh suatu proses industri tergantung pada jenis bahan baku dan kebutuhan untuk pekerjanya. Sedangkan, kebutuhan air untuk pendukung kegiatan industri dapat disesuaikan untuk masing-masing jenis industri. Dalam penelitian ini diasumsikan penggunaan air untuk industri kecil adalah sama yaitu 50 m3/hari. Pada Gambar 15 disajikan grafik perkembangan industri dan proyeksinya dengan menggunakan metode regresi linier time series di DAS Cicatih dengan nilai (R2) sebesar 0,804.
Gambar 15. Grafik Perkembangan Industri Kecil di DAS Cicatih
Kebutuhan air untuk industri di DAS Cicatih dan hasil proyeksi sampai tahun 2025 seperti terlihat pada Gambar 16. Diperkirakan pada tahun 2010, 2015, 2020, dan 2025 kebutuhan air untuk industri kecil secara berurutan adalah 14.532, 18.334, 22.137, 25.939 liter/detik.
