Model Hidrologi DAS Soil and Water Assessment Tool SWAT

12 kerusakan atau tidak. Apabila fluktuasi debit maksimum dan minimum tinggi, berarti pada musim hujan terjadi hujan dengan intensitas yang tinggi sehingga menyebabkan meningkatnya aliran permukaan dan musim kemarau hujan turun dengan intensitas yang rendah. Dengan demikian dapat diartikan bahwa DAS mengalami kerusakan fungsi hidrologi dan telah terjadinya degradasi kualitas DAS. Hal ini dikarenakan tingginya aliran permukaan juga akan meningkatkan jumlah erosi dan sedimen yang terangkut bersama aliran permukaan Asdak, 2004.

2.5. Model Hidrologi DAS

Model hidrologi merupakan model yang menggambarkan secara abstrak keadaan hidrologi yang mempunyai kesamaan dengan keadaan hidrologi sebenarnya di lapangan Pawitan, 2006. Hal yang sama dinyatakan Harto 1993, bahwa model hidrologi adalah sebuah sajian sederhana dari sebuah sistem hidrologi yang kompleks. Adapun tujuan penggunaan suatu model dalam pengkajian hidrologi adalah untuk 1 peramalan forecasting termasuk sistem peringatan dan manajemen, peramalan disini menunjukan baik besaran maupun waktu kejadian yang dianalisis berdasarkan probabilistik, 2 perkiraan prediction termasuk besaran kejadian dan hipotetik, 3 alat deteksi dalam masalah pengendalian, dengan sistem ynag telah pasti dan keluaran yang diketahui maka masukan dapat dikontrol dan diatur, 4 alat pengenal identification tool dalam masalah perencanaan misalnya untuk melihat pengaruh urbanisasi, pengelolaan tanah dengan membandingkan masukan dan keluaran sistem tertentu, 5 ekstrapolasi datainformasi, 6 perkiraan lingkungan akibat tingkat perilaku manusia yang berubahmeningkat dan 7 penelitian dasar dalam proses hidrologi.

2.6. Soil and Water Assessment Tool SWAT

Analisis hidrologi dapat dilakukan dengan menggunakan software SWAT yang pertama kali dikembangkan oleh DR. Jeff Arnold pada awal tahun 1990-an untuk Agricultural Research Service ARS dari USDA. Menurut Neitsche et al 2005, SWAT merupakan hasil gabungan dari beberapa model yaitu Simulator for Water Resources in Rural Basin SWWRRB; Chemical, Runoff, and Erosion from Agricultural Management System CREAMS; Groundwater Loading effects on 13 Agricultural Management System GREAMS; dan Erosion Productivity Impact Calculator EPIC. Software SWAT pertama kali digunakan di Amerika Serikat yang kemudian meluas ke Eropa, Afrika, dan Asia. Software SWAT dikembangkan untuk mengetahui pengaruh dari manajemen lahan terhadap siklus hidrologi, sedimen yang ditimbulkan dan daur ulang bahan kimia pertanian yang diperoleh berdasarkan data pada jangka waktu tertentu. Software SWAT akan diaplikasikan sebagai tools tambahan pada menu bar plug-in Map Window-46SR. Map Window 46SR adalah open source software berbasis GIS yang memungkinkan para penggunanya untuk menambahkan sendiri program atau tool baru. Dengan demikian, SWAT dapat diintegrasikan dengan MapWindow MapWindow SWATMWSWAT tanpa perlu membeli sistem berbasis GIS lainnya secara lengkap . SWAT merupakan model hidrologi berbasis fisika physically based yang membutuhkan informasi spesifik tentang iklim, sifat-sifat tanah, topografi , vegetasi dan praktek pengelolaan lahan yang terjadi di dalam DAS. SWAT dapat dimodelkan secara langsung proses-proses fisika yang terkait dengan pergerakan air, sedimen, pertumbuhan tanaman, siklus unsur hara dan lain sebagainya Neitch et al., 2005. Proses-proses tersebut didasarkan pada konsep neraca air. Untuk pemodelan, suatu DAS dibagi menjadi menjadi beberapa Sub DAS atau Sub Basin yang didasarkan pada kesamaan penggunaan tanah dan kesamaan penggunaan tanah atau sifat lain yang berpengaruh terhadap hidrologi. Simulasi hidrologi suatu DAS dengan model SWAT dipisahkan ke dalam dua bagian utama yaitu fase lahan pada siklus hidrologi Gambar 1 dan fase air pada siklus hidrologi. Fase lahan mengendalikan jumlah air, sedimen, unsur hara dan pestisida yang masuk ke dalam saluran utama pada setiap Sub DAS. Fase air atau penelusuran siklus hidrologi. 14 Gambar 1. Representasi lahan pada siklus hidrologi Neitch et al., 2005. SWAT terus mengalami perkembangan sejak awal diciptakan. Hingga kini, SWAT telah dicoba dikembangkan untuk daerah tropis yang pada dasarnya memiliki ketersediaan data yang berbeda dengan daerah sub tropis dimana model ini diciptakan. Pengembangan sangat didukung oleh perkembangan teknologi. Pada awalnya, SWAT untuk dikembangkan oleh Windows Visual Basic, GRASS, Arcview, ArcGIS dan terakhir dikembangkan dalam Map Window, suatu interface untuk SWAT yang dapat diakses bebas oleh pengguna. SWAT telah mengalami validasi yang luas. Kalibrasi dan validasi output SWAT oleh Reungsang et al. 2005 dengan membandingkan aliran hasil model dan aliran NO 3 -N dalam sungai menghasilkan nilai R 2 Siklus hidrologi yang disimulasikan dalam SWAT berdasarkan pada persamaan water balance. Persamaannya Neitch et al., 2005 adalah : sebesar 0.73. Kalibrasi aliran permukaan bulanan yang dilakukan oleh Schuol dan Abbaspour 2006 menggunakan teknik Nash- Sutcliffe menghasilkan nilai efesiensi sebesar 0.82. Analisis sensitivitas model yang dilakukan Reungsang et al. 2005 menunjukan bahwa model sangat peka terhadap variasi curah hujan, CN, Soil Available water capacity, dan koefesien evaporasi tanah. 15 Keterangan SWt = kandungan akhir air tanah mmH : 2 SW O = kandungan air tanah awal pada hari ke-i mmH 2 R O day = Jumlah presipitasi pada hari ke-i mmH 2 Q O Surf = Jumlah surface runoff pada hari ke-i mmH 2 Ea = Jumlah evapotranspirasi pada hari ke-i mmH O 2 Wseep = Jumlah air yang memasuki vadose zone pada profil tanah pada hari O ke- I mmH 2 Qgw = Jumlah air yang kembali pada hari ke-i mmH O 2 Data masukan model untuk setiap HRU Sub DAS dikelompokan ke dalam beberapa kategori yaitu iklim, unit respon hidrologi Hydrologic Respon UnitHRU, genangandaerah basah, air bawah tanah dan saluran utama yang mendrainase Sub DAS. HRU merupakan kelompok lahan dalam Sub DAS yang memiliki kombinasi tanaman penutup, tanah dan pengolahan yang unik. Data yang dibutuhkan dalam model ini merupakan data harian. O Data iklim menyediakan masukan air dan energi yang berpengaruh terhadap keseimbangan air. Input energi berupa iklim penting dalam melakukan simulasi dalam SWAT untuk menghasilkan perhitungan water balance yang akurat Neitsch et al., 2005. Paramater iklim yang digunakan dalam SWAT berupa hujan harian, temperatur udara maksimum dan minimum, radiasi matahari, kecepatan angin, serta kelembaban nisbi. Keunggulan dari SWAT adalah data iklim yang sulit untuk disediakan secara harian dapat dibangkitkan dengan menggunakan input file weather generator .wgn. Output SWAT terangkum dalam file-file yang terdiri dari file HRU, SUB dan RCH. File HRU berisikan output dari masing-masing HRUs, sedangkan SUB berisikan output dari masing-masing sub DAS dan RCH merupakan output dari masing-masing sungai utama pada setiap sub DAS. Informasi output pada file SUB dan file HRU adalah luas area AREA km 2 , jumlah curah hujan PRECIP mm, evapotranspirasi actual ET mm H 2 O, kandungan air SW, aliran permukaan SURQ mm, aliran lateral LATQ, aliran dasar GWQ, hasil sedimen SED tonha. Sedangkan informasi output yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah luas AREA AREA km 2 , jumlah 16 curah hujan PRECP mm, evapotranspirasi aktual ET mm, kandungan air tanah SW mm, air perkolasi PERC mm, aliran permukaan SURQ mm, aliran ground water GW_Q mm, hasil air WYLD mm.

2.7. Penelitian Terdahulu