TINJAUAN PUSTAKA Sah Retnowati A.130906018

commit to user 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Kajian Teori 1. Daerah Aliran Sungai DAS Daerah Aliran Sungai adalah suatu wilayah daratan yang merupakan suatu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau 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 UU Nomor 7 Tahun 2004. Daerah Aliran Sungai DAS merupakan suatu wilayah daratan yang secara topografi dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai utama. Wilayah daratan tersebut dinamakan Daerah Tangkapan Air DTA atau catchment area yang merupakan suatu ekosistem dengan unsur utamanya terdiri atas sumberdaya alam tanah, air dan vegetasi dan sumber daya manusia sebagai pemanfaat sumberdaya alam. DAS biasanya dibagi menjadi daerah hulu, tengah dan hilir Asdak, 1995. Suatu DAS dengan beberapa anak sungainya disajikan pada gambar 1 berikut : commit to user 6 Hakekat DAS selain sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. Sebagai satu kesatuan hidrologi, DAS berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses hidrologi yang mengubah input menjadi output Journal Of Evaluation and Monitoring Sub Watershed. Input yang dimaksud adalah berupa presipitasi salah satunya adalah air hujan. Sistem DAS merupakan respon terhadap aliran langsung dan aliran dasar, sedangkan output atau keluarannya adalah aliran permukaan run off atau yang biasa disebut hasil air Gambar 1. Outline DAS Daerah Aliran Sungai Sumber : Geoggle Journal of Evaluation and Monitoring Sub Watershed commit to user 7 atau debit air atau volume limpasan . DAS juga berfungsi sebagai daerah penyangga buffer air tanah dalam wilayah tersebut Viaud et.al., 2004. Dalam Suyono Sosrodarsono dan Takeda 1983, disebutkan bahwa Daerah Pengaliran Sungai adalah daerah tempat presipitasi mengkonsentrasi ke sungai. Garis batas daerah-daerah aliran yang berdampingan disebut Batas Daerah Pengaliran. Luas daerah pengaliran diperkirakan dengan pengukuran daerah tersebut pada peta topografi. Daerah pengaliran, topografi, tumbuh- tumbuhan dan geologi mempunyai pengaruh terhadap debit banjir, corak banjir, debit pengaliran dasar dan seterusnya. Terdapat 3 corak Daerah Aliran Sungai seperti pada Gambar 2 yang meliputi : a. Daerah pengaliran berbentuk burung b. Jalur daerah daerah aliran terletak di kiri kanan sungai utama dimana anak- anak sungai mengalir ke sungai utama. Daerah pengaliran bentuk burung mempunyai banjir yang kecil. Sehingga waktu tiba banjir dari anak-anak sungai berbeda-beda, sebaliknya banjir berlangsung agak lama c. Daerah Pengaliran Radial d. Daerah pengaliran sungai berbentuk kipas atau lingkaran dan dimana anak- anak sungainya menngkonsentrasi ke suatu titik secara radial. Bentuk daerah pengaliran radial mempunyai banjir yang besar di dekat titik pertemuan anak- anak sungai e. Daerah Pengaliran Parallel commit to user 8 Dua jalur daerah pengaliran sungai yang bersatu, dimana pada bagian pengaliran sungai yang bersatu ada pada bagian hilir. Banjir terjadi di sebelah hilir titik pertemuan sungai-sungai Bentuk DAS memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliran permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang berbentuk melebar dan melingkar. Hal ini terjadi karena waktu konsentrasi DAS yang memanjang lebih lama dibandingkan dengan DAS yang melebar Suripin, 2004. Gambar 2. Bentuk-bentuk DAS Sosrodarsono dan Takeda, 1978 commit to user 9 DAS sebagai ekosistem dimana unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan didalamnya terdapat keseimbangan inflow dan outflow dari material dan energi. Ekosistem DAS, terutama DAS bagian hulu merupakan bagian yang penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan bagian DAS, seperti fungsi tata air, sehingga perencanaan DAS bagian hulu seringkali menjadi fokus perhatian mengingat bagian hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi Pasaribu, 1999 dalam Sabri, 2004: 12 Dilihat dari segi curah hujan wilayah DAS dapat dibedakan menjadi 2 yaitu wilayah yang berfungsi sebagai wilayah peresapan recharge area dan wilayah yang berfungsi sebagai wilayah pengatusan drainase. Berfungsi tidaknya wilayah tersebut sangat terkait dengan penggunaan lahan. Pengelolaan DAS adalah proses formulasi dan implementasi kegiatan atau program yang bersifat manipulasi sumberdaya alam dan manusia yang terdapat di daerah aliran sungai untuk memperoleh manfaat produksi dan jasa tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan sumberdaya air dan tanah. Termasuk dalam pengelolaan DAS adalah identifikasi keterkaitan antara tataguna lahan, tanah dan air dan keterkaitan antara daerah hulu dan hilir suatu DAS Asdak, 1995. Pengangkutan sedimen di hilir dipengaruhi dua hal, yaitu perubahan debit aliran sungai dari hulu DAS dan oleh perubahan di sepanjang kiri kanan tebing sungai Rosgen, 1994; Tabacchi et al., 2000 dalam Hofer, 2003. commit to user 10 Setiap Daerah Aliran Sungai DAS mempunyai karakteristikciri tersendiri. Karakteristikciri suatu DAS diperlukan untuk memprediksi potensi maupun kerentanannya. Dalam aspek hidrologi potensi tersebut adalah jumlah air yang tersedia. Sedangkan kerentanannya meliputi debit maksimum dan debit minimum. Pembagian DAS menurut FAO 1982 dalam Supangat 2004 adalah berdasarkan kelerengannya. DAS dengan kelerengan di atas 30 sebagai DAS hulu upper watershed dan kelerengan antara 8-30 sebagai DAS hilir lower watershed . 2. Daur Hidrologi DAS sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. Sebagai kesatuan hidrologi, daur hidrologi didefinisikan sebagai proses perjalanan air dari permukaan laut ke atmosfer kemudian ke permukaan tanah dan kembali ke laut. Dalam Asdak, 2004, daur hidrologi berawal dari terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan tanah, laut dan badan- badan air lainnya akibat dari energi panas matahari. Uap air hasil proses evaporasi akan terbawa oleh angin melintasi daratan, sebagian dari uap air tersebut akan terkondensasi dan turun sebagai air hujan. Masukan curah hujan akan didistribusikan melalui beberapa cara, yaitu air lolos through fall, aliran batang stemflow dan air hujan langsung sampai ke permukaan tanah kemudian terbagi menjadi air larian run off, evaporasi dan air infiltrasi. Gabungaevaporasi commit to user 11 uap air proses transpirasi dan intersepsi dinamakan evapotranspirasi. Air limpasan dan air infiltrasi akan mengalir ke sungai sebagai debit aliran discharge. Air infiltrasi akan tertahan didalam tanah oleh gaya kapiler dan selanjutnya akan membentuk kelembaban tanah. Apabila tingkat kelembaban tanah cukup, maka air infiltrasi akan bergerak secara lateral horizontal, selanjutnya pada tempat tertentu akan keluar lagi ke permukaan tanah sub surface flow dan akhirnya mengalir ke sungai. Alternatif lain air akan bergerak vertikal ke tanah yang lebih dalam dan menjadi bagian dari air tanah groundwater. Air tanah tersebut terutama pada musim kemarau akan mengalir pelan-pelan ke sungai utama menjadi baseflow. Daur hidrologi dapat ditunjukkan pada gambar 3 berikut : Gambar 3. Daur hidrologi commit to user 12 3. Kondisi Hidrologi DAS Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air dalam segala bentuknya cairan, gas, padat pada, dalam, dan di atas permukaan tanah. Termasuk didalamnya adalah penyebaran, daur dan perilakunya, sifat- sifat fisik dan kimianya , serta hubungannya dengan unsur-unsur hidup dalam air itu sendiri. Hidrologi DAS adalah cabang ilmu Hidrologi yang mempelajari pengaruh pengelolaan vegetasi dan lahan di daerah tangkapan air bagian hulu upper catchment terhadap daur air, termasuk pengaruhnya terhadap erosi, kualitas air, banjir dan iklim di daerah hulu dan hilir Asdak, 1995. Pengelolaan DAS harus dilakukan dengan menggunakan beberapa model diataranya adalah implementasi Gambar 4. Komponen daur hidrologi Indarto, 2005 commit to user 13 perbaikan tanah dan penanaman dengan tananam yang sesuai dengan wilayah daerah sungai tersebut Dickison et.al., 1992. Hakekat DAS selain sebagai suatu wilayah bentang lahan dengan batas topografi serta suatu wilayah kesatuan ekosistem, juga merupakan suatu wilayah kesatuan hidrologi. DAS berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses hidrologi yang mengubah input menjadi output. Input yang dimaksud adalah berupa air hujan presipitasi, sedangkan output atau keluarannya adalah berupa debit aliran danatau muatan sedimen. Dalam sistem DAS terdapat hubungan antara kawasan hulu dengan kawasan hilir. Segala pengelolaan yang dilakukan di hulu merupakan cerminan dari apa yang terjadi di hilir. Sungai sebagai komponen utama dalam DAS merupakan tali pengikat antara hulu dan hilir DAS. Model simulasi DAS telah dilakukan oleh Liu and Young 2007 untuk mendapatkan gambaran kondisi DAS terhadap aliran permukaan dan sedimen. Hasilnya menunjukkan pengaruh yang signifikan kondisi DAS terhadap aliran permukaan dan sedimen. Dalam hubungannya dengan sistem hidrologi, DAS mempunyai karakteristik yang spesifik serta berkaitan dengan unsur utamanya seperti jenis tanah, tata guna lahan, topografi, kemiringan dan panjang lereng. Karakteristik biofisik DAS dalam merespon curah hujan yang jatuh di dalam wilayah DAS tersebut dapat memberikan pengaruh terhadap besar kecilnya evapotranspirasi, infiltrasi, perkolasi, air larian, aliran permukaan, kandungan air tanah, dan aliran sungai. commit to user 14 Beberapa hal yang diperlukan di dalam pengukuran parameter hidrologi Effendi, 2003: 28 antara lain : a. Kecepatan arus velocity Kecepatan arus velocityflow rate suatu badan air sangat berpengaruh terhadap kemampuan badan air tersebut untuk mengasimilasi dan mengangkut bahan pencemar. Kecepatan arus digunakan untuk memperkirakan kapan bahan pencemar akan mencapai suatu lokasi tertentu apabila bagian hulu suatu badan air mengalami pencemaran. Kecepatan arus dinyatakan dalam satuan panjang aliranwaktu. b. Debit Debit discharge dinyatakan sebagai volume air yang mengalir pada selang waktu tertentu, biasanya dinyatakan dalam satuan volumewaktu. Dengan meningkatnya debit, kadar bahan – bahan alam yang terlarut ke suatu badan air akibat erosi meningkat secara eksponensial. Namun konsentrasi bahan-bahan antropogenik yang memasuki badan air tersebut mengalami penurunan karena terjadi proses pengenceran. Jika suatu bahan pencemar masuk ke badan air dengan kecepatan konstan, kadar bahan pencemar dapat ditentukan dengan membagi jumlah bahan pencemar yang masuk dengan debit badan air. c. Tinggi Permukaan Air Air dapat mengalir ke dan dari suatu lapisan air bawah tanah aquifer ke sungai bergantung pada perbandingan relative tinggi permukaan air pada commit to user 15 aquifer dan sungai. Jika tinggi permukaan air water level sungai lebih rendah, maka air pada aquifer mengalir masuk ke sungai, dan sebaliknya. Kejadian yang serupa berlangsung pada air tanah. Pengukuran tinggi permukaan air tanah sangat penting untuk menentukan jarak masuknya air laut ke perairan daratan pada saat terjadi pasang dan kemungkinan terjadinya perembesan intrusi air laut. Jika daratan lebih rendah daripada permukaan air laut, apalagi jika disertai dengan pengambilan air tanah yang berlebihan seperti yang biasa terjadi di perkotaan , maka potensi terjadinya penurunan muka air tanah intrusi air laut ke aquifer sangat besar sehingga air tanah bertambah meluas menjadi asin. d. Sedimentasi Sedimentasi adalah pengendapan material tanah yang terangkut oleh aliran sungai yang berasal dari proses erosi di hulunya. Indikator terjadinya erosi dapat dilihat dari kandungan sedimen yang terangkut oleh aliran sungai. Makin kecil konsentrasi sedimen yang terbawa oleh aliran berarti makin sehat kondisi DAS. Indikator yang dipergunakan untuk mengetahui keberhasilan pengelolaan DAS yang bertujuan untuk mengurangi sedimentasi adalah besarnya kandungan sedimen didalam aliran sungai. Besarnya kandungan sedimen dinyatakan dalam besarnya laju sedimentasi per tahun. Hasil sedimen diperoleh dengan mengkonversi nilai Qs dalam tonhari menjadi tonhath dihitung dengan mengalikan jumlah hari dalam satu tahun. Hasil sedimen dalam satuan mmth dihitung dengan mengkonversikan nilai hasil sedimen commit to user 16 dalam satuan tonhath dengan berat jenis sedimen. Berat jenis sedimen sebaiknya diukur berdasarkan analisis fisik sedimen di daerah yang bersangkutan. Untuk menilai kondisi kesehatan DAS menggunakan 5 parameter yakni 1 KRS Koefisien Regim Sungai, 2 CV Coefficient of Variance, 3 IPA Indeks Penggunaan Air, 4 C Koefisien Limpasan dan 5 sedimentasi. Persediaan air dapat dihitung langsung dari data debit aliran. Kebutuhan air dihitung berdasarkan jenis penggunaan lahan dan kebutuhan air pada masing- masing luas penggunaan lahan yang ada serta kebutuhan air untuk penduduk. 4. Penutupan Lahan Tipe penutupan lahan secara umum meliputi pemukiman, kawasan budidaya pertanian, padang penggembalaan, kawasan industri, kawasan rekreasi dll. Badan Pertanahan Nasional mengelompokkan jenis penutupan lahan menjadi : a. Pemukiman berupa kombinasi antara jalan, bangunan, tegalanpekarangan dan bangunan itu sendiri kampung dan emplacement b. Kebun, meliputi kebun campuran dan kebun sayuran merupakan daerah yang ditumbuhi vegetasi tahunan satu jenis maupun campuran, baik dengan pola acak maupun teratur sebagai pembatas tegalan c. Tegalan merupakan daerah yang ditanami umumnya berupa tanaman semusim, namun pada sebagian lahan tak ditanami. Vegetasi yang umum commit to user 17 dijumpai adalah padi gogo, singkong, jagung, kentang, kedelai dan kacang tanah d. Sawah merupakan daerah pertanian yang ditanami padi sebagai tanaman utama dengan rotasi tertentu yang biasanya diairi sejak penanaman hingga beberapa hari sebelum panen e. Hutan merupakan wilayah yang ditutupi oleh vegetasi pepohonan, baik alami maupun dikelola manusia dengan tajuk yang rimbun, besar serta lebat f. Lahan terbuka, merupakan daerah yang tidak terdapat vegetasi maupun penggunaan lain akibat aktifitas manusia g. Semak belukar, merupakan daeh Aliran Sungairah yang ditutupi oleh pohon baik alami maupun yang dikelola dengan tajuk yang relative kurang rimbun Heikal, 2004 dalam Sinaga, 2007. 5. Aliran Permukaan Aliran permukaan terjadi jika intensitas hujan lebih tinggi dari laju infiltrasi, dan kapasitas depresi sudah terisi. Besar kecilnya aliran permukaan dipengaruhi oleh banyak faktor yang dikelompokkan menjadi 2 yakni faktor- faktor yang berkaitan dengan iklim khususnya curah hujan dan dan faktor- faktor yang berkaitan dengan karakteristik DAS. Parameter hujan yang berpengaruh terhadap aliran permukaan meliputi intensitas, waktu dan penyebaran hujan. Karakteristik DAS yang berpengaruh besar terhadap aliran permukaan meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata guna lahan. commit to user 18 Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien aliran permukaan C, yaitu bilangan yang menunjukkan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Nilai faktor C untuk berbagai tanaman dan pengelolaan tanaman pada tabel 1 berikut. Tabel 1. Nilai faktor C untuk berbagai tanaman dan pengelolaan tanaman No. Macam Penggunaan Lahan Nilai Faktor C 1. Tanah terbuka tanpa tanaman 1,0 2. Hutan atau semak belukar 0,001 3. Sawah 0,01 4. Tegalan tidak dispesifikasi 0,7 5. Ubi kayu 0,8 6. Jagung 0,7 7. Kedelai 0,399 8. Kentang 0,4 9. Kacang tanah 0,2 10. Padi gogo 0,561 11. Tebu 0,2 12. Pisang 0,6 13. Kopi dengan penutup tanah buruk 0,2 14. Talas 0,85 15. Kebun campuran dengan kerapatan tinggi 0,1 16. Kebun campuran dengan kerapatan sedang 0,2 17. Kebun campuran dengan kerapatan rendah 0,5 18. Perladangan 0,4 19. Hutan alam seresah banyak 0,001 20. Hutan alam seresah sedikit 0,005 21. Padi – kedelai 0,417 22. Pola tanaman tumpang gilir + mulsa jerami 0,079 23. Pola tanaman berurutan + mulsa sisa tanaman 0,357 24. Alang-alang murni subur 0,001 25. Padang rumput stepa dan savanna 0,001 26. Rumput Brachiaria 0,002 Sumber : dari berbagai sumber yang dihimpun dalam Sarief 1985, Arsyad 1989 dalam Suripin 2004 commit to user 19 B. Kerangka Pikir Perubahan penutupan lahan menyebabkan perubahan kondisi tata air. Penutupan lahan yang rapat dengan usaha penanaman yang mengikuti kaidah konservasi tanah dan air dapat mengurangi sedimentasi, sebaliknya penutupan lahan yang kurang rapat tanpa mengindahkan kaidah konservasi tanah dan air dapat meningkatkan sedimen. Kerangka Pikir pada penelitian dapat dilihat pada gambar 5 berikut. commit to user 20 ALIH FUNGSI LAHAN dari tahun 1997 ke tahun 2007 PERUBAHAN TATA AIR Analisa Data : - Analisa nilai KRS - Anallisa nilai CV - Analisa nilai IPA - Analisa nilai C - Analisa nilai erosi, sedimen dan SDR Kesimpulan Rekomendasi : Memberikan usulan Pengelolaan DAS pada Sub- Sub DAS Ngunut I dan Sub-Sub DAS Tapan Gambar 5. Kerangka Pikir Penelitian commit to user 21 C. Hipotesis Penelitian § H0 : Tidak ada hubungan antara variabel Y terikat dan variabel X bebas o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan jumlah curah hujan o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan debit o tidak ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan penutupan lahan § H1 : Ada hubungan antara variabel Y terikat dan Varibel X bebas o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan jumlah curah hujan o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan debit o ada hubungan antara jumlah sedimen terangkut dengan penutupan lahan Kriteria Uji Hipotesis § Jika probabilitas atau signifikansi 0.05, H0 ditolak dan H1 diterima § Jika probabilitas atau signifikansi 0.05, H0 diterima dan H1 ditolak commit to user 22

BAB III METODE PENELITIAN