Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten
KAJIAN DAYA DUKUNG LINGKUNGAN BERBASIS
NERACA AIR DI KABUPATEN SERANG, BANTEN
RATU RIMA NOVIA RAHMA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Daya Dukung
Lingkungan Berbasis Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten adalah benar karya
saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Ratu Rima Novia Rahma
NIM F44100068
ABSTRAK
RATU RIMA NOVIA RAHMA. Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis
Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten. Dibimbing oleh PRASTOWO.
Dalam Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW), aspek keberlanjutan
lingkungan hidup merupakan salah satu prinsip yang penting. Pengkajian terhadap
daya dukung lingkungan di Kabupaten Serang dilakukan untuk menggambarkan
kondisi kemampuan lingkungan khususnya sumberdaya air.Analisis daya dukung
lingkungan aspek sumberdaya air dilakukan melalui empat hirarki meliputi
penetapan status daya dukung lingkungan berbasis neraca air, kajian sumberdaya
iklim untuk pertanian, analisis potensi suplai air, dan kajian indikator degradasi
sumberdaya air. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis empat hirarki
DDL berbasis neraca air di Kabupaten Serang sertamengkaji muatan lingkungan
dalam dokumen RTRW Kabupaten Serang berdasarkan analisis DDL berbasis
neraca air. Berdasarkan rasio supply demand status daya dukung lingkungan di
Kabupaten Serang dalam satu tahun dengan angka rasio sebesar 1.15 termasuk
kategori aman bersyarat. Kabupaten Serang terklasifikasi tipe agroklimat B2
menurut Oldeman. Hasil dari analisis neraca air menunjukkan pada bulan-bulan
kering seperti Juli, Agustus, dan September terdapat defisit curah hujan untuk
mencukupi kebutuhan tanaman secara berturut-turut sebesar 11 mm/bulan, 64
mm/bulan, dan 35 mm/bulan. Limpasan dan pengisian air tanah terdapat pada
rentang bulan Oktober hingga Juni. Diketahui bahwa untuk skenario hutan,
proporsi luas hutan yang minimum adalah 30% dan ideal 45%. Ketersediaan air
permukaan yaitu Sungai Ciujung masih dapat memenuhi total kebutuhan air per
bulan Kabupaten Serang.
Kata kunci:daya dukung lingkungan, limpasan, neraca air, pengisian air tanah
ABSTRACT
RATU RIMA NOVIA RAHMA. Assessment of Environmental Carrying
Capacity Based on Water Balance in Kabupaten Serang, Banten. Supervised by
PRASTOWO.
In the Spatial Planning Document (RTRW), environmental sustainability is one of
the important principles. The assessment of environmental carrying capacity in
Kabupaten Serang conducted to describe the condition of the environment,
especially on water resources. The analysis of environmental carrying capacity of
water resource aspectsconducted through four hierarchy includes the status of
environmental carrying capacity based on water balance, agroclimate resources
assessment, water supply potential analysis, and assessment of water resource
degradation indicators. The purpose of this research is analyzing the four
hierarchical of environmental carrying capacity based on water balance in Serang
and to assess the environmental charges in Serang spatial planning documents
based on water balance analysis. Supply-demand ratio obtained that the status of
Serang environmental carrying capacity is on conditional sustain with the rate
ratio is 1.15. Serang classified to the type of agro-climatic Oldeman B2. The
results of the water balance analysis showed that in July-September there are
rainfall deficits, wich is 11 mm/month, 64 mm/month, and 35 mm/month and
rainfall surpluses occur from November to June. The runoff and recharging
groundwater contained in the span of October to June. The minimum proportion
of forest area is 30 %, and ideal is 45%. The availability of surface water from
Ciujung river can still meet the total requirement of water per month in Serang.
Keywords:environmental carrying capacity, runoff, recharging groundwater,
water balance
KAJIAN DAYA DUKUNG LINGKUNGAN BERBASIS
NERACA AIR DI KABUPATEN SERANG, BANTEN
RATU RIMA NOVIA RAHMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis Neraca Air
di Kabupaten Serang, Banten
Nama
: Ratu Rima Novia Rahma
NIM
: F44100068
Disetujui oleh
Dr. Ir. Prastowo, M.Eng
Pembimbing Skripsi
Diketahui oleh
Prof. Dr Ir Budi Indra Setiawan, M.Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini adalahdaya
dukung lingkungan, dengan judul Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis
Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir.Prastowo, M.Eng selaku
dosen pembimbingakademik yang telah membimbing dan memberikan arahan
dalam penyusunan skripsi ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan
kepada Badan Perencanaan dan Pengembangan Daerah (Bappeda) Kabupaten
Serang, Badan Besar Wilayah Sungai Citarum, Ciujung, dan Cidurian (BBWSC3)
yang telah membantu selama pengumpulan data. Terima kasih juga disampaikan
kepada:
1. Ayah Ir. Tb. Rizal Andriaz, mama Hj. Ma’wah, adik Ratu Tasya
Andriani dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya.
2. Sahabat-sahabat terbaikSiti Utami Dwi Putri, Panji Prasetyo Wicaksono,
Mayasari, dan Fasih Huda Wira Tama.
3. Rekan-rekan satu bimbingan Libna Chaira, Melinda, Annette A.
Sihombing dan Anisa Ayu Artati yang telah berjuang bersama.
4. Sahabat GP (Ria, Ida, Cindhy), dan teman-teman SIL 47 atas dukungan
dan persahabatan yang luar biasa selama tiga tahun ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2014
Ratu Rima Novia Rahma
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
3
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
3
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW)
3
Kondisi Umum Kabupaten Serang
4
Status Daya Dukung Lingkungan
4
Sumberdaya Iklim Untuk Pertanian (Agroklimatologi)
6
Potensi Suplai Air
7
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
10
Indikator Degradasi Lingkungan
11
METODE
12
Bahan
12
Alat
12
Analisis Data
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
14
Status Daya Dukung Lingkungan
14
Sumberdaya Iklim Untuk Pertanian (Agroklimatologi)
16
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
19
Potensi Air Permukaan
23
Indikator Degradasi Lingkungan
25
Kajian Muatan Lingkungan dalam RTRW
29
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
32
32
Saran
33
DAFTAR PUSTAKA
34
LAMPIRAN
33
RIWAYAT HIDUP
54
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
Penjabaran tipe-tipe iklim Oldeman
Koefisien tanaman (Kc)
Koefisien tanaman, kapasitas limpasan, dan kapasitas simpan air
Perhitungan neraca air Kabupaten Serang
Perhitungan limpasan dan pengisian air tanah
Debit andalan per bulan Sungai Ciujung
Besar penurunan jumlah tanah tererosi
1
2
3
Segitiga Oldeman
Kerangka penelitian
Penetapan status daya dukung lingkungan Kabupaten Serang dengan
menggunakan nomogram
Peta curah hujan Kabupaten Serang
Grafik curah hujan rata-rata bulanan
Kurva perbandingan CH andalan, ETP, dan ET Aktual
Kurva skenario proporsi luas hutan
Kurva perbandingan debit sungai dan kebutuhan air
Skema sempadan sungai (Sumber: Maryono, 2007)
Potongan melintang longsoran rotasi
Peta tutupan lahan DAS Ciujung
7
9
20
21
22
24
28
DAFTAR GAMBAR
4
5
6
7
8
9
10
11
6
14
16
17
19
21
22
24
26
27
27
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tabel perhitungan nilai curah hujan andalan (mm) dengan
Metode W.Bull (2003-2012)
Tabel perhitungan nilai debit andalan (mm) dengan Metode W.Bull
(2000-2009)
Data Iklim rata-rata Stasiun BMKG Serang
Nilai evapotranspirasi potensial (mm) pada skenario komposisi luas
hutan
Perhitungan nilai koefisien tanaman tertimbang, kapasitas simpan
air, koefisien limpasan tertimbang
Perhitungan neraca air Kabupaten Serang
Perhitungan neraca air komposisi luas hutan
Perhitungan kebutuhan air Kabupaten Serang
Peta rawan bencana banjir Kabupaten Serang
Peta rawan bencana tanah longsor Kabupaten Serang
35
36
37
38
39
40
41
52
53
54
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Menurut Undang-undang Nomor 26 Tahun 2007, penataan ruang adalah
suatu sistem proses perencanaan tata ruang, pemanfaatan ruang, dan pengendalian
pemanfaatan ruang. Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) adalahsebuah wujud
formal kebijakan, rencana, dan program (KRP) yang menjadi acuan dalam
pengaturan penataan ruang suatu wilayah. Menurut tingkat administrasi
pemerintahan, perencanaan tata ruang dilaksanakan secara berhirarki mulai dari
Rencana Tata Ruang Wilayah Nasional (RTRWN), Rencana Tata Ruang Wilayah
Provinsi (RTRWP), dan Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten/Kota
(RTRWK).
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) bertujuan untuk mewujudkan ruang
kehidupan yang nyaman, produktif, dan berkelanjutan. Oleh karena itu, aspek
keberlanjutan lingkungan hidup (environmental sustainability) merupakan salah
satu prinsip yang inheren dalam setiap tahapan penataan ruang, sehingga segala
kebijakan, rencana, dan program (KRP) yang dibuat harus mengedepankan
pertimbangan-pertimbangan lingkungan. Namun demikian, pada kenyataannya
degradasi lingkungan terus terjadi dan tidak dapat dicegah ataupun dikendalikan
seiring dengan meningkatnya aktivitas pembangunan. Hal ini terjadi karena pada
proses regulasi KRP tidak memperhatikan aspek daya dukung lingkungan.
Dalam Undang-undang Nomor 23 Tahun 2007, daya dukung lingkungan
adalah kemampuan lingkungan hidup untuk mendukung perikehidupan manusia
dan makhluk hidup lain. Penentuan daya dukung lingkungan hidup dilakukan
dengan cara mengetahui kapasitas lingkungan alam dan sumber daya untuk
mendukung kegiatan manusia/penduduk yang menggunakan ruang bagi
kelangsungan hidup. Besarnya kapasitas tersebut di suatu tempat dipengaruhi oleh
keadaan dan karakteristik sumber daya. Salah satu aspek sumberdaya yang harus
dikaji dalam analisis daya dukung lingkungan adalah sumberdaya air.
Menurut Prastowo (2010), analisis daya dukung lingkungan berbasis neraca
air pada suatu wilayah dapat dilakukan melalui 4 (empat) hirarki analisis, yaitu
meliputi penetapan status daya dukung lingkungan, kajian sumberdaya iklim
untuk pertanian, analisis potensi suplai air, dan kajian indikator degradasi
sumberdaya air.Analisis neraca air merupakan salah satu metode untuk mengkaji
kondisi agroklimatik suatu wilayah. Neraca air sebagai rincian tentang masukan
(input), keluaran (output) dan perubahan simpanan air yang terdapat pada suatu
lingkungan tertentu selama periode waktu tertentu. Salah satu metode perhitungan
neraca air yang sering digunakan adalah neraca air Thornthwaite. Analisis neraca
air Thornthwaite memerlukan input data curah hujan (CH), evapotranspirasi
potensial (ETP), kandungan air tanah pada kapasitas lapang (KL), dan kandungan
air pada titik layu permanen (TLP) untuk mengetahui kondisi surplus dan defisit
air pada bulan-bulan tertentu.
Dalam sebuah RTRW, penentuan status daya dukung lingkungan dan kajian
sumberdaya iklim untuk pertanian merupakan salah satu unsur yang wajib
dimasukan, sementara potensi suplai air dan indikator degradasi lingkungan harus
menjadi pertimbangan dalam KRP di RTRW tersebut. Status daya dukung
2
lingkungan berbasis neraca air menggambarkan ketersediaan air hujan untuk
memenuhi seluruh kebutuhan air untuk manusia (water footprint) pada suatu
wilayah. Kajian sumberdaya iklim untuk pertanian dimaksudkan untuk memberi
gambaran ketersediaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air untuk pertanian,
khususnya tanaman pangan dan hortikultura pada wilayah tertentu. Analisis
potensi suplai air diperlukan untuk mengetahui berbagai skenario kondisi tutupan
hutan, terkait dengan parameter CHlebih, limpasan dan pengisian air tanah. Selain
itu, anal isis ini juga perlu dilakukan untuk mengetahui ketersediaan air
permukaan dan airtanah, untuk memenuhi kebutuhan air pertanian, domestik,
industri, dan PLTA, melalui pengembangan prasarana sistem suplai air.
Kabupaten Serang merupakan salah satu dari delapan kabupaten/kota yang
ada di Provinsi Banten. Secara geografis Kabupaten Serang terletak pada
koordinat 5˚ 50’ - 60˚ 21’ Lintang Selatan dan 105˚ 0’ - 106˚ 22’ Bujur Timur.
Kabupaten Serang merupakan ibukota Provinsi Banten yang konsisten dalam
menyusun dokumen RTRW di setiap periodenya. Namun demikian muatan
lingkungan yang terangkum dalam dokumen RTRW belum memenuhi standar
yang telah ditentukan. Pengkajian terhadap daya dukung lingkungan di Kabupaten
Serang dilakukan untuk menggambarkan kondisi kemampuan lingkungan
khususnya sumberdaya air sehingga dapat dijadikan dasar KRP yang terangkum
dalam dokumen RTRW.
Perumusan Masalah
Daya dukung lingkungan adalah kemampuan lingkungan hidup untuk
mendukung perikehidupan manusia dan makhluk hidup lain. Analisis daya
dukung lingkungan berbasis neraca air dilakukan untuk mengetahui kapasitas
lingkungan alam dan sumber daya untuk mendukung kegiatan manusia/penduduk
yang menggunakan ruang bagi kelangsungan hidup. Aktivitas manusia sangat
mempengaruhi tingkat daya dukung lingkungan suatu wilayah. Terjadinya
degradasi daya dukung lingkungan dapat diakibatkan oleh tata guna lahan yang
tidak sesuai, seperti menurunnya luas hutan, kerusakan sungai, semakin
bertambahnya areal pemukiman, dan lain sebagainya sehingga menyebabkan
wilayah tersebut tidak lagi mampu mendukung aktivitas hidup manusia. Oleh
karena itu penting adanya kajian muatan lingkungan dalam kebijakan, rencana,
dan program (KRP) untuk merumuskan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW).
Tujuan Penelitian
Tujuan dilaksanakannya penelitian ini adalah:
1. Menganalisis 4 (empat) hirarki Daya Dukung Lingkungan (DDL) berbasis
neraca air di Kabupaten Serang, Banten.
2. Mengkaji muatan lingkungan dalam dokumen Rencana Tata Ruang
Wilayah (RTRW) Kabupaten Serang, Banten berdasarkan analisis Daya
Dukung Lingkungan (DDL) berbasis neraca air.
3
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat khususnya bagi masyarakat dan
Pemerintah Daerah Kabupaten Serang. Sebagai informasi penting ataupun bahan
perencanaan dalam penyusunan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) di masa
yang akan datang berkaitan dengan daya dukung lingkungan dan analisis neraca
air Kabupaten Serang. Penelitian ini memberikan masukan tentang muatan
lingkungan dalam dokumen RTRW sehingga diharapkan dapat berguna sebagai
acuan pengelolaan tata guna lahan dan kawasan secara tepat.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dibatasi hanya pada analisis empat hirarki daya dukung
lingkungan meliputi status daya dukung lingkungan, sumberdaya iklim untuk
pertanian, potensi suplai air, dan indikator degradasi lingkungan pada Kabupaten
Serang. Analisa dititik beratkan pada analisis neraca air yang nantinya akan
dibandingkan dengan muatan lingkungan yang terdapat dalam Rencana Tata
Ruang Wilayah (RTRW) Kabupaten Serang.
TINJAUAN PUSTAKA
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW)
RTRW merupakan rencana tata ruang yang bersifat umum yang berisi
tujuan, kebijakan, strategi penataan ruang wilayah, rencana struktur ruang,
rencana pola ruang, penetapan kawasan strategis, arahan pemanfaatan ruang, dan
ketentuan pengendalian pemanfaatan ruang wilayah baik tingkat nasional
(RTRWN), provinsi (RTRWP) maupun RTRW kabupaten/kota. Tujuan RTRW
merupakan arahan perwujudan visi dan misi pembangunan jangka panjang pada
aspek keruangan, yang pada dasarnya mendukung terwujudnya ruang wilayah
nasional yang aman, nyaman, produktif, dan berkelanjutan berlandaskan
Wawasan Nusantara dan Ketahanan Nasional.
Penyusunan RTRW Kabupaten dilakukan dengan berazaskan kaidah-kaidah
perencanaan antara lain keselarasan, keserasian, keterpaduan, kelestarian,
keberlanjutan serta keterkaitan antar wilayah baik di dalam propinsi maupun
dengan propinsi sekitarnya. Sesuai dengan UU Nomor 26 Tahun 2007 Tentang
Tata Ruang, RTRW Kabupaten berisi tentang:
1. Tujuan penataan ruang kabupaten, kebijakan dan strategi pengembangan
wilayah kabupaten
2. Rencana struktur ruang kabupaten yang meliputi sistem perkotaan di
wilayahnya yang terkait dengan kawasan perdesaan dan sistem jaringan
prasarana wilayah kabupaten
3. Rencana pola ruang wilayah kabupaten yang meliputi kawasan lindung
kabupaten dan kawasan budi daya kabupaten
4. Penetapan kawasan strategis kabupaten
5. Arahan pemanfaatan ruang wilayah kabupaten yang berisi indikasi
program utama jangka menengah lima tahunan, dan
4
6. Ketentuan pengendalian pemanfaatan ruang wilayah kabupaten yang berisi
ketentuan umum peraturan zonasi, ketentuan perizinan, ketentuan insentif
dan disinsentif, serta arahan sanksi
Perencanaan tata ruang dalam RTRW juga harus disusun dengan
memperhatikan daya dukung dan daya tampung lingkungan, sebagaimana
ditegaskan dalam penjelasan Pasal 20 ayat (1), Pasal 21 ayat (1) dan Pasal 22 ayat
(1) UU 24/1992 Tentang Penataan Ruang. Perhatian terhadap daya dukung dan
daya tampung lingkungan dimaksudkan agar pemanfaatan ruang tidak sampai
melampau batas-batas kemampuan lingkungan hidup dalam mendukung dan
menampung aktivitas manusia tanpa mengakibatkan kerusakan lingkungan.
Kemampuan tersebut mencakup kemampuan dalam menyediakan ruang,
kemampuan dalam menyediakan sumberdaya alam, dan kemampuan untuk
melakukan perbaikan kualitas lingkungan apabila terdapat dampak yang
mengganggu keseimbangan ekosistem.
Kondisi Umum Kabupaten Serang
Kabupaten Serang merupakan salah satu dari delapan kabupaten/kota di
Provinsi Banten, terletak di ujung barat bagian utara Pulau Jawa dan merupakan
pintu gerbang utama yang menghubungkan Pulau Sumatera dengan Pulau Jawa
dengan jarak 70 km dari Kota Jakarta, Ibukota Indonesia. Secara geografis,
wilayah Kabupaten Serang terletak pada koordinat 5˚ 50’ - 60˚ 21’ Lintang
Selatan dan 105˚ 0’ - 106˚ 22’ Bujur Timur. Jarak terpanjang menurut garis lurus
dari utara ke selatan adalah sekitar 60 km dan jarak terpanjang dari barat ke timur
adalah sekitar 90 km, sedangkan kedudukan secara administratif berbatasan
dengan sebelah utara dibatasi oleh Laut Jawa, sebelah timur dibatasi oleh
Kabupaten Tangerang, sebelah selatan dibatasi oleh Kota Cilegon dan Selat Sunda,
serta sebelah barat dibatasi oleh Kabupaten Lebak dan Pandeglang
Luas wilayah Kabupaten Serang secara administratif tercatat 1734.09 km2
dan terdiri dari 34 wilayah kecamatan, 353 desa, dan 20 kelurahan. Temperatur
udara rata-rata kabupaten Serang adalah 26.3oC dengan kisaran rata-rata 23.1oC –
31.3oC. Kadar kelembaban udara sangat tinggi yaitu sekitar 78%, sedangkan angin
barat bertiup pada bulan Desember hingga April dan angin timur bertiup pada
bulan Mei hingga Oktober serta angin peralihan pada bulan April hingga
September.
Wilayah Kabuparen Serang berada dalam kisaran ketinggian antara 0-1778
m dari permukaan laut (dpl) dan pada umumnya tergolong pada kelas topografi
lahan dataran dan bergelombang. Ketinggian 0 m dari permukaan laut (dpl)
membentang dari Kecamatan Tirtayasa sampai Kecamatan Cinangka di Pantai
Barat Selat Sunda. Ketinggian 1778 m dari permukaan laut (dpl) terdapat di
Puncak Gunung Karang yang terletak di sebelah selatan perbatasan dengan
Kabupaten Pandeglang. Pada umumnya (>97.5%) wilayah Kabupaten Serang
berada pada ketinggian kurang dari 500 m dari permukaan laut (dpl).
Status Daya Dukung Lingkungan
Konsepdaya dukungmerupakan indikatorkeberlanjutanhidup suatu wilayah.
Daya dukung harus dapat mempertahankan ekosistem yang ada.Oleh karena itu,
5
penelitianharusmenghitungkuantitas
sumber
dayadandaya
dukung
lingkunganyang dibutuhkan, serta mengevaluasi kebutuhan ekosistem untuk
mencapai kehidupan yang berkelanjutan (Xia J, 2002).
Daya dukung lingkungan menunjukkan perbandingan antara kebutuhan dan
ketersediaan air di suatu wilayah. Menurut Van Den Bergh dan Grazi (2013),
kebutuhan hidup manusia dari lingkungan dapat dinyatakan dalam luas area yang
dibutuhkan untuk mendukung kehidupan manusia. Luas area untuk mendukung
kehidupan manusia ini disebut jejak ekologi (ecological footprint). Untuk
mengetahui tingkat keberlanjutan sumber daya alam dan lingkungan, kebutuhan
hidup manusia kemudian dibandingkan dengan luas aktual lahan produktif.
Perbandingan antara jejak ekologi dengan luas aktual lahan produktif ini
kemudian dihitung sebagai perbandingan antara lahan tersedia dan lahan yang
dibutuhkan. Carrying capacity atau daya dukung lingkungan mengandung
pengertian kemampuan suatu tempat dalam menunjang kehidupan mahluk hidup
secara optimum dalam periode waktu yang panjang. Daya dukung lingkungan
dapat pula diartikan kemampuan lingkungan memberikan kehidupan organisme
secara sejahtera dan lestari bagi penduduk yang mendiami suatu kawasan.
Analisis daya dukung lingkungan air membandingkan antara ketersediaan
air hujan(nilai CHandalan) dengan waterfootprint atau kebutuhan air masyarakat.
Kriteria status daya dukung lingkungan dinyatakan dengan surplus-defisit neraca
airdan rasio supply/demand. Untuk menetapkan status daya dukung lingkungan,
data yang dibutuhkan adalah data jumlah dan kepadatan penduduk untuk
menentukan jumlah kebutuhan air dengan water footprint, dan data curah hujan
andalan bulanan untuk menentukan jumlah ketersediaan air dengan metode W.
Bull.
Water footprint dapat merepresentasikan jumlah volume air yang
dibutuhkan untuk menjaga keberlanjutan suatu populasi. Hoekstra dan Chapagain
(2007) mendefinisikan waterfootprint adalah total volume air yang digunakan dan
dikonsumsi oleh individu. Nilai water footprint umumnya dinyatakan dalam
satuan volume air yang digunakan setiap tahunnya.
Menurut Prastowo (2010), ketersediaan air yang dinyatakan sebagai
CHandalan dihitung dengan peluang kejadian hujan ≥ 50%, dengan metode
perhitungan yang lazim digunakan, seperti metode Hazen, metode Gumbel, atau
metode lainnya. Untuk keperluan analisis ketersediaanair harus menggunakan data
curah hujan dan data iklim yang representative, yangdapat diperoleh dari stasiun
iklim terdekat, minimal data 10 tahun terakhir.Perhitungan kebutuhan air dapat
dihitung dari hasil konversi terhadap kebutuhan hidup layak, dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
DA = N x KHLA
(1)
dimana :
DA
: Total kebutuhan air (m3/tahun)
N
: Jumlah penduduk (jiwa)
KHLA : Kebutuhan air untuk hidup layak (1600 m3 air/kapita/tahun) 2 x
800 m3 air/kapita/tahun, dimana 800 m3 air/kapita/tahun adalah kebutuhan air
untuk keperluan domestik dan untuk menghasilkan pangan. Sedangkan 2.0 adalah
faktor koreksi untuk memperhitungkan kebutuhan hidup layak yang mencakup
kebutuhan pangan, domestik dan lainnya.
6
Kriteria penetapan status DDL-air dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Rasio supply/demand > 2 : aman (sustain)
2. Rasio supply/demand 1~2 : aman bersyarat (conditional sustain)
3. Rasio supply/demand ETP, nilai cadangan lengas tanah tidak akan berubah. Namun, jika nilai
PSTo,maka STi=STo,
STi = {STi-1 + (P-ETP) }
(6)
Selain itu, analisis potensi suplai air juga perlu dilakukan untuk mengetahui
ketersediaan air permukaan dan airtanah, untuk memenuhi kebutuhan air
pertanian, domestik, industri, dan PLTA, melalui pengembangan prasarana sistem
suplai air. Analisis potensi air permukaan dilakukan dengan membandingkan
kebutuhan air domestik dan non domestik per bulan dengan debit sungai andalan
per bulan. Kebutuhan air dihitung dengan mengalikan jumlah penduduk, ternak,
serta luas lahan pertanian dan industri dengan standar kebutuhan air. Kebutuhan
air domestik, pertanian, industri, peternakan, perikanan, serta non-domestik
tersebut kemudian dijumlahkan sehingga didapatkan jumlah kebutuhan air per
bulan.
10
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
Neraca air merupakan persamaan yang menggambarkan prinsip bahwa
selama selang waktu tertentu, masukan air total pada suatu ruang tertentu harus
sama dengan keluaran total ditambah perubahan bersih dalam cadangan. (Seyhan,
1990). Neraca air dapat dihitung pada luasan dan periode waktu tertentu menurut
keperluannya. Penyusunan neraca air di suatu tempat dimaksudkan untuk
mengetahui jumlah netto dari air yang diperoleh sehingga dapat diupayakan
pemanfaatannya sebaik mungkin.
Perhitungan neraca air pada suatu daerah tangkapan menggunakan metode
Thornthwaite dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan (7):
P = ET + ΔSt
(7)
dimana :
P
: Presipitasi (mm/bulan)
ET
: Evapotranspirasi (mm/bulan)
ΔSt
: Perubahan cadangan air (mm/bulan)
Perhitungan neraca air persamaan Thornthwaite dapat memberikan
gambaran surplus dan defisit air pada suatu wilayah. Setelah simpan air mencapai
kapasitas cadangan lengas tanah (water holding capacity), kelebihan curah hujan
akan dihitung sebagai surplus. Air ini merupakan kelebihan setelah air tanah terisi
kembali. Dengan demikian surplus dihitung sebagai nilai curah hujan dikurangi
dengan nilai evapotranspirasi dan perubahan kadar air tanah. selanjutnya, surplus
air akan menjadi limpasan dan pengisian air tanah (Aziz, 2013).
Limpasan adalah bagian presipitasi (juga kontribusi-kontribusi permukaan
dan bawah permukaan) yang terdiri atas gerakan gravitasi air dan nampak pada
saluran permukaan dari bentuk permanen maupun terputus-putus. Jika intensitas
curah hujan maupun lelehan salju melebihi laju infiltrasi, kelebihan air mulai
berakumulasi sebagai cadangan permukaan.
Limpasan terjadi apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu DAS melebihi
kapasitas infiltrasi. Setelah laju infiltrasi terpenuhi, air akan mengisi cekungancekungan pada permukaan tanah. Selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas
permukaan tanah setelah cekungan-cekungan tersebut penuh. Limpasan terdiri
dari air yang berasal dari tiga sumber, yaitu limpasan permukaan, limpasan antara,
dan limpasan air tanah.
Menurut Seyhan (1990), faktor-faktor yang mempengaruhi volumen total
limpasan yaitu faktor-faktor iklim yang terdiri dari banyaknya presipitasi dan
banyaknya evapotranspirasi serta faktor DAS yang terdiri dari ukuran DAS dan
tinggi tempat rata-rata daerah aliran sungai (pengaruh orografis). DAS yang
sempit akan menyebabkan laju limpasan lebih rendah dibanding pada DAS yang
padat dalam luasan yang sama. Tutupan vegetasi dapat memperlambat aliran
permukaan dan meningkatkan daya tahan tanah terhadap air sehingga dapat
mengurangi laju limpasan puncak.
Jika curah hujan yang turun lebih kecil dari evapotranspirasi aktual, akan
terjadi defisit air. Nilai defisit air merupakan jumlah air yang perlu ditambahkan
untuk memenuhi keperluan evapotranspirasi potensial (ETP) tanaman. Defisit air
adalah selisih antara nilai evapotranspirasi potensial (ETP) dan evapotranspirasi
aktual (ETA) yang ditunjukkan dengan persamaan (8).
11
D = ETP – ETA
(8)
dimana :
D
: defisit air (mm/bulan)
Kelebihan curah hujan akan dihitung sebagai surplus atau curah hujan lebih.
Curah hujan lebih akan menjadi limpasan dan pengisian air tanah dan dapat
ditentukan dengan persamaan:
S = P – ETA
(9)
dimana :
S : Surplus/ CHlebih (mm/bulan)
Curah hujan lebih kemudian akan diturunkan dalam bentuk limpasan dan
pengisian air tanah. Besarnya limpasan sebanding dengan proporsi koefisien
limpasan pada wilayah tersebut. Sedangkan besarnya pengisian air tanah
merupakan sisa nilai curah hujan lebih yang tidak menjadi limpasan. Total
limpasan dan pengisian air tanah dapat dikelola dan dijadikan water supply. Untuk
menduga besaran limpasan yang terjadi di suatu wilayah, perlu diketahui nilai
koefisien aliran permukaan.
Indikator Degradasi Lingkungan
Kerusakan lingkungan hidup mengakibatkan dampak kerugian multi
dimensi yang sangat besar seperti pemiskinan lahan (melalui erosi), sumber air
tanah yang menipis, hilangnya habitat alami dan berubahnya pola iklim baik
setempat (iklim mikro) maupun iklim global (iklim makro). Tanpa upaya yang
konsepsional sejumlah dampak negatif tersebut di atas, berbarengan dengan
perubahan waktu, akan berjalan/berproses bersamaan secara sinergis sehingga
menimbulkan bencana alam/lingkungan yang dahsyat dan akan berjalan secara
akseleratif atau berlipat ganda semakin cepat. Untuk itu, skenariodan
analisisskenariotelah
menjadipendekatanpopulerdalam
perencanaanuntuk
mengejarpembangunan berkelanjutan (Duinker dan Greig, 2007).
Indikator terjadinya degradasi lingkungan hidup dapat terjadi pada
sumberdaya tanah/lahan, sumberdaya air, serta sumberdaya flora dan fauna.
Untuk sumberdaya air, beberapa indikator terjadinya degradasi lingkungan dapat
diketahui dengan:
1. Semakin kecilnya debit sungai dari tahun ke tahun
2. Semakin besarnya perbedaan debit air sungai pada musim hujan dan
musim kemarau
3. Semakin dalamnya permukaan air tanah dan mengeringnya sumur
penduduk di daerah ketinggian.
4. Adanya penetrasi air asin pada sumur penduduk di beberapa kota
pantai/pesisir.
5. Semakin kecilnya “Catchment Water Areas” (daya serap lahan terhadap
curahan air hujan).
6. Semakin tingginya pencemaran air sungai
Tinjauan atas daya dukung lingkungan aspek sumberdaya air, selain
berbasis neraca air, dapat pula dilihat dari berbagai indikator kerusakan
lingkungan, seperti banjir dan kekeringan.
12
METODE
Bahan
Data-data yang digunakan dalam penelitian merupakan data sekunder
meliputi data suhu, kelembaban, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin
Stasiun BMKG Serang selama rentang waktu 2003-2012, data curah hujan
Kabupaten Serang tahun 2004-20013 dari satelit Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM), data debit Sungai Ciujung tahun 2000-2009, data kejadian
bencana, serta dokumen RTRW Kabupaten Serang 2011-2031.
Alat
Alat yang digunakan adalah komputer dengan program Microsoft Office,
softwareCropwat, Google Earth, dan Tropical Rainfall Measuring Mission
(TRMM).
Analisis Data
Analisis data menjelaskan cara menganalisis atau teknik mengolah data
yang digunakan untuk menarik simpulan dari hasil kajian dari topik yang diteliti.
Untuk disertasi dengan pola rangkaian penelitian, Metode diuraikan secara
terpisah-pisah sesuai dengan subjudul penelitian.
Tahapan penelitian terdiri dari:
1. Studi pustaka
Studi pustaka digunakan untuk mempelajari hirarki daya dukung
lingkungan berbasis neraca air meliputi penetapan status daya dukung
lingkungan, kajian sumberdaya iklim untuk pertanian, analisis potensi
suplai air, dan kajian indikator degradasi sumberdaya air, serta melakukan
pengkajian RTRW Kabupaten Serang.
2. Pengumpulan data dan informasi
Data yang diperlukan seluruhnya merupakan data sekunder meliputi
data suhu, kelembaban, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin
Stasiun BMKG Serang selama rentang waktu 2003-2012, data curah hujan
Kabupaten Serang tahun 2004-20013 dari satelit Tropical Rainfall
Measuring Mission (TRMM), data debit Sungai Ciujung tahun 2000-2009,
data kejadian bencana, serta dokumen RTRW Kabupaten Serang 20112031.
3. Pengolahan dan analisis data
a) Menentukan status daya dukung lingkungan
1) Menghitung CH andalan dengan metode W.Bull peluang 80%
sebagai nilai ketersediaan air
2) Menghitung jumlah kebutuhan air (water footprint) menggunakan
persamaan (1).
3) Membandingkan nilai rasio perbandingan nilai ketersediaan dan
kebutuhan air untuk mendapatkan status daya dukung lingkungan.
b) Menentukan tipe iklim untuk pertanian
13
1) Menentukan bulan basah dan bulan kering dengan menggunakan
data curah hujan 10 tahun dari satelit Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM)
2) Mengidentifikasi tipe iklim Kabupaten Serang dengan klasifikasi
Oldeman
c) Melakukan analisis neraca air
1) Melakukan perhitungan evapotranspirasi dengan Persamaan (3)
dan (4). Nilai evapotranspirasi ditentukan dengan metode Penman
yang di aplikasikan menggunakan software CROPWATdengan
memasukkan data-data iklim meliputi suhu, kelembaban, lama
penyinaran matahari, dan kecepatan angin selama 10 tahun.
2) Menghitung selisih hujan (P) dan evapotranspirasi potensial (ETP).
3) Menghitung accumulated potential water losses (APWL) dengan
akumulasi air bulan ke-i = {Akumulasi air bulan ke-(i-1) + nilai PETP bulan i}. Nilai negatif P-ETP menununjukkan potensi defisit
air yang merupakan hasil penjumlahan setiap bulannya. Untuk
wilayah basah, jumlah P-E dari setiap bulan bernilai positif. Oleh
karena itu, perhitungan akumulasi kehilangan air dimulai dari 0.
4) Mengidentifikasi jenis penggunaan lahan pada Kabupaten Serang
untuk mendapatkan nilai koefisien tanaman, kapasitas limpasan,
dan kapasitas simpan air.
5) Menghitung kapasitas simpan air (water storage capacity (STo)).
STo ditentukan dengan persamaan (4).
6) Menghitung cadangan lengas tanah (water holding capacity/St)
dengan persamaan (5).
7) Menghitung perubahan cadangan lengas tanah (△St) dengan
menggunakan persamaan (6). Jika nilai cadangan lengas tanah
sama dengan nilai kapasitas simpannya, diasumsikan tidak terjadi
perubahan dalam penyimpanan air.
8) Menghitung nilai presipitasi dengan persamaan (7).
9) Menghitung evapotranspirasi aktual (ETa)
Untuk bulan basah (P>ETp), maka ETa = Etp
Untuk bulan kering (PEp,
dengan persamaan neraca air Thornthwaite and Mather (9).
11) Membuat kurva neraca air.
d) Menganalisis indikator degradasi lingkungan
1) Melakukan studi literatur mengenai kerusakan-kerusakan
lingkungan yang pernah terjadi di Kabupaten Serang khususnya
pada aspek sumberdaya air.
2) Memberikan rekomendasi bangunan pengendali sesuai dengan
degradasi lingkungan yang terjadi
e) Mengkaji muatan lingkungan dalam Rencana Tata Ruang Wilayah
(RTRW)
1) Mengidentifikasi muatan lingkungan dalam kebijakan, rencana, dan
program (KRP) dan membandingkannya dengan hasil analisis
neraca air.
14
2) Memberikan rekomendasi berupa konservasi dan rehabilitasi serta
struktural.
Gambar 2Kerangka penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Status Daya Dukung Lingkungan
Analisis daya dukung lingkungan berbasis neraca air (DDL-air)
menunjukkan perbandingan antara kondisi ketersedian air pada suatu wilayah
dengan kebutuhan yang ada. Dari perbandingan keduanya, diperoleh status
kondisi ketersediaan air pada wilayah tersebut. Konsep ini membandingkan antara
ketersediaan air hujan(nilai CHandalan) dengan waterfootprint untuk menilai
status DDL-air. Kriteria status DDL-air dinyatakan dengan surplus-defisit neraca
airdan rasio supply/demand. Untuk menetapkan status daya dukung lingkungan,
data yang dibutuhkan adalah data jumlah dan kepadatan penduduk untuk
menentukan jumlah kebutuhan air dengan water footprint, dan data curah hujan
andalan bulanan untuk menentukan jumlah ketersediaan air dengan metode W.
Bull.Kriteria curah hujan dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu hujan sangat
ringan dengan intensitas 100 mm dalam 24 jam.
15
Kebutuhan air untuk hidup layak diasumsikan sebesar 1600 m3
air/kapita/tahun Dengan total penduduk yang terdapat di Kabupaten Serang
sebanyak 1403228 jiwa, didapatkan total kebutuhan air penduduk atau water
footprintsebesar 225x107 m3/tahun atau 187x106m3/bulan. Sementara perhitungan
ketersediaan air atau dikenal sebagai CHandalandilakukan dengan metode W.Bull,
yaitu perhitungan peluang kejadian hujan. Pada penelitian ini diambil peluang
kejadian sebesar 80%. Data curah hujan yang terjadi selama 10 tahun dari tahun
2004-2013 disusun berdasarkan jumlah mm/tahun terbesar hingga terkecil untuk
ditentukan peluang kejadian 0.8. Dari penentuan peluang tersebut, diambil curah
hujan tahun 2009 dan 2011 sehingga didapatkan CHandalan sebesar 1759.5
mm/tahun atau 1.76 m/tahun.
Hasil tersebut kemudian dikalikan dengan luas wilayah Kabupaten Serang
yaitu seluas 147x107 m2sehingga didapatkan total ketersediaan air sebesar
258x107m3/tahun. Dari selisih jumlah kebutuhan air dan ketersediaan air tersebut
didapatkan rasio supply demand sebesar 1.15 per tahun. Sementara rasio supply
demand per bulan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Rasio supply demand per bulan
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rasio
2.93
2.49
1.70
1.86
1.84
1.36
0.67
0.37
0.60
1.42
2.80
2.13
Sumber: Hasil Perhitungan (2014)
Menurut Prastowo (2010), kriteria penetapan status DDL-air dibedakan
menjadi tiga, yaitu:
1. Rasio supply/demand > 2 : aman (sustain)
2. Rasio supply/demand 1~2 : aman bersyarat (conditional sustain)
3. Rasio supply/demand
NERACA AIR DI KABUPATEN SERANG, BANTEN
RATU RIMA NOVIA RAHMA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Daya Dukung
Lingkungan Berbasis Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten adalah benar karya
saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Ratu Rima Novia Rahma
NIM F44100068
ABSTRAK
RATU RIMA NOVIA RAHMA. Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis
Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten. Dibimbing oleh PRASTOWO.
Dalam Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW), aspek keberlanjutan
lingkungan hidup merupakan salah satu prinsip yang penting. Pengkajian terhadap
daya dukung lingkungan di Kabupaten Serang dilakukan untuk menggambarkan
kondisi kemampuan lingkungan khususnya sumberdaya air.Analisis daya dukung
lingkungan aspek sumberdaya air dilakukan melalui empat hirarki meliputi
penetapan status daya dukung lingkungan berbasis neraca air, kajian sumberdaya
iklim untuk pertanian, analisis potensi suplai air, dan kajian indikator degradasi
sumberdaya air. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis empat hirarki
DDL berbasis neraca air di Kabupaten Serang sertamengkaji muatan lingkungan
dalam dokumen RTRW Kabupaten Serang berdasarkan analisis DDL berbasis
neraca air. Berdasarkan rasio supply demand status daya dukung lingkungan di
Kabupaten Serang dalam satu tahun dengan angka rasio sebesar 1.15 termasuk
kategori aman bersyarat. Kabupaten Serang terklasifikasi tipe agroklimat B2
menurut Oldeman. Hasil dari analisis neraca air menunjukkan pada bulan-bulan
kering seperti Juli, Agustus, dan September terdapat defisit curah hujan untuk
mencukupi kebutuhan tanaman secara berturut-turut sebesar 11 mm/bulan, 64
mm/bulan, dan 35 mm/bulan. Limpasan dan pengisian air tanah terdapat pada
rentang bulan Oktober hingga Juni. Diketahui bahwa untuk skenario hutan,
proporsi luas hutan yang minimum adalah 30% dan ideal 45%. Ketersediaan air
permukaan yaitu Sungai Ciujung masih dapat memenuhi total kebutuhan air per
bulan Kabupaten Serang.
Kata kunci:daya dukung lingkungan, limpasan, neraca air, pengisian air tanah
ABSTRACT
RATU RIMA NOVIA RAHMA. Assessment of Environmental Carrying
Capacity Based on Water Balance in Kabupaten Serang, Banten. Supervised by
PRASTOWO.
In the Spatial Planning Document (RTRW), environmental sustainability is one of
the important principles. The assessment of environmental carrying capacity in
Kabupaten Serang conducted to describe the condition of the environment,
especially on water resources. The analysis of environmental carrying capacity of
water resource aspectsconducted through four hierarchy includes the status of
environmental carrying capacity based on water balance, agroclimate resources
assessment, water supply potential analysis, and assessment of water resource
degradation indicators. The purpose of this research is analyzing the four
hierarchical of environmental carrying capacity based on water balance in Serang
and to assess the environmental charges in Serang spatial planning documents
based on water balance analysis. Supply-demand ratio obtained that the status of
Serang environmental carrying capacity is on conditional sustain with the rate
ratio is 1.15. Serang classified to the type of agro-climatic Oldeman B2. The
results of the water balance analysis showed that in July-September there are
rainfall deficits, wich is 11 mm/month, 64 mm/month, and 35 mm/month and
rainfall surpluses occur from November to June. The runoff and recharging
groundwater contained in the span of October to June. The minimum proportion
of forest area is 30 %, and ideal is 45%. The availability of surface water from
Ciujung river can still meet the total requirement of water per month in Serang.
Keywords:environmental carrying capacity, runoff, recharging groundwater,
water balance
KAJIAN DAYA DUKUNG LINGKUNGAN BERBASIS
NERACA AIR DI KABUPATEN SERANG, BANTEN
RATU RIMA NOVIA RAHMA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis Neraca Air
di Kabupaten Serang, Banten
Nama
: Ratu Rima Novia Rahma
NIM
: F44100068
Disetujui oleh
Dr. Ir. Prastowo, M.Eng
Pembimbing Skripsi
Diketahui oleh
Prof. Dr Ir Budi Indra Setiawan, M.Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini adalahdaya
dukung lingkungan, dengan judul Kajian Daya Dukung Lingkungan Berbasis
Neraca Air di Kabupaten Serang, Banten.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir.Prastowo, M.Eng selaku
dosen pembimbingakademik yang telah membimbing dan memberikan arahan
dalam penyusunan skripsi ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan
kepada Badan Perencanaan dan Pengembangan Daerah (Bappeda) Kabupaten
Serang, Badan Besar Wilayah Sungai Citarum, Ciujung, dan Cidurian (BBWSC3)
yang telah membantu selama pengumpulan data. Terima kasih juga disampaikan
kepada:
1. Ayah Ir. Tb. Rizal Andriaz, mama Hj. Ma’wah, adik Ratu Tasya
Andriani dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya.
2. Sahabat-sahabat terbaikSiti Utami Dwi Putri, Panji Prasetyo Wicaksono,
Mayasari, dan Fasih Huda Wira Tama.
3. Rekan-rekan satu bimbingan Libna Chaira, Melinda, Annette A.
Sihombing dan Anisa Ayu Artati yang telah berjuang bersama.
4. Sahabat GP (Ria, Ida, Cindhy), dan teman-teman SIL 47 atas dukungan
dan persahabatan yang luar biasa selama tiga tahun ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2014
Ratu Rima Novia Rahma
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
3
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
3
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW)
3
Kondisi Umum Kabupaten Serang
4
Status Daya Dukung Lingkungan
4
Sumberdaya Iklim Untuk Pertanian (Agroklimatologi)
6
Potensi Suplai Air
7
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
10
Indikator Degradasi Lingkungan
11
METODE
12
Bahan
12
Alat
12
Analisis Data
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
14
Status Daya Dukung Lingkungan
14
Sumberdaya Iklim Untuk Pertanian (Agroklimatologi)
16
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
19
Potensi Air Permukaan
23
Indikator Degradasi Lingkungan
25
Kajian Muatan Lingkungan dalam RTRW
29
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
32
32
Saran
33
DAFTAR PUSTAKA
34
LAMPIRAN
33
RIWAYAT HIDUP
54
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
Penjabaran tipe-tipe iklim Oldeman
Koefisien tanaman (Kc)
Koefisien tanaman, kapasitas limpasan, dan kapasitas simpan air
Perhitungan neraca air Kabupaten Serang
Perhitungan limpasan dan pengisian air tanah
Debit andalan per bulan Sungai Ciujung
Besar penurunan jumlah tanah tererosi
1
2
3
Segitiga Oldeman
Kerangka penelitian
Penetapan status daya dukung lingkungan Kabupaten Serang dengan
menggunakan nomogram
Peta curah hujan Kabupaten Serang
Grafik curah hujan rata-rata bulanan
Kurva perbandingan CH andalan, ETP, dan ET Aktual
Kurva skenario proporsi luas hutan
Kurva perbandingan debit sungai dan kebutuhan air
Skema sempadan sungai (Sumber: Maryono, 2007)
Potongan melintang longsoran rotasi
Peta tutupan lahan DAS Ciujung
7
9
20
21
22
24
28
DAFTAR GAMBAR
4
5
6
7
8
9
10
11
6
14
16
17
19
21
22
24
26
27
27
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tabel perhitungan nilai curah hujan andalan (mm) dengan
Metode W.Bull (2003-2012)
Tabel perhitungan nilai debit andalan (mm) dengan Metode W.Bull
(2000-2009)
Data Iklim rata-rata Stasiun BMKG Serang
Nilai evapotranspirasi potensial (mm) pada skenario komposisi luas
hutan
Perhitungan nilai koefisien tanaman tertimbang, kapasitas simpan
air, koefisien limpasan tertimbang
Perhitungan neraca air Kabupaten Serang
Perhitungan neraca air komposisi luas hutan
Perhitungan kebutuhan air Kabupaten Serang
Peta rawan bencana banjir Kabupaten Serang
Peta rawan bencana tanah longsor Kabupaten Serang
35
36
37
38
39
40
41
52
53
54
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Menurut Undang-undang Nomor 26 Tahun 2007, penataan ruang adalah
suatu sistem proses perencanaan tata ruang, pemanfaatan ruang, dan pengendalian
pemanfaatan ruang. Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) adalahsebuah wujud
formal kebijakan, rencana, dan program (KRP) yang menjadi acuan dalam
pengaturan penataan ruang suatu wilayah. Menurut tingkat administrasi
pemerintahan, perencanaan tata ruang dilaksanakan secara berhirarki mulai dari
Rencana Tata Ruang Wilayah Nasional (RTRWN), Rencana Tata Ruang Wilayah
Provinsi (RTRWP), dan Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten/Kota
(RTRWK).
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) bertujuan untuk mewujudkan ruang
kehidupan yang nyaman, produktif, dan berkelanjutan. Oleh karena itu, aspek
keberlanjutan lingkungan hidup (environmental sustainability) merupakan salah
satu prinsip yang inheren dalam setiap tahapan penataan ruang, sehingga segala
kebijakan, rencana, dan program (KRP) yang dibuat harus mengedepankan
pertimbangan-pertimbangan lingkungan. Namun demikian, pada kenyataannya
degradasi lingkungan terus terjadi dan tidak dapat dicegah ataupun dikendalikan
seiring dengan meningkatnya aktivitas pembangunan. Hal ini terjadi karena pada
proses regulasi KRP tidak memperhatikan aspek daya dukung lingkungan.
Dalam Undang-undang Nomor 23 Tahun 2007, daya dukung lingkungan
adalah kemampuan lingkungan hidup untuk mendukung perikehidupan manusia
dan makhluk hidup lain. Penentuan daya dukung lingkungan hidup dilakukan
dengan cara mengetahui kapasitas lingkungan alam dan sumber daya untuk
mendukung kegiatan manusia/penduduk yang menggunakan ruang bagi
kelangsungan hidup. Besarnya kapasitas tersebut di suatu tempat dipengaruhi oleh
keadaan dan karakteristik sumber daya. Salah satu aspek sumberdaya yang harus
dikaji dalam analisis daya dukung lingkungan adalah sumberdaya air.
Menurut Prastowo (2010), analisis daya dukung lingkungan berbasis neraca
air pada suatu wilayah dapat dilakukan melalui 4 (empat) hirarki analisis, yaitu
meliputi penetapan status daya dukung lingkungan, kajian sumberdaya iklim
untuk pertanian, analisis potensi suplai air, dan kajian indikator degradasi
sumberdaya air.Analisis neraca air merupakan salah satu metode untuk mengkaji
kondisi agroklimatik suatu wilayah. Neraca air sebagai rincian tentang masukan
(input), keluaran (output) dan perubahan simpanan air yang terdapat pada suatu
lingkungan tertentu selama periode waktu tertentu. Salah satu metode perhitungan
neraca air yang sering digunakan adalah neraca air Thornthwaite. Analisis neraca
air Thornthwaite memerlukan input data curah hujan (CH), evapotranspirasi
potensial (ETP), kandungan air tanah pada kapasitas lapang (KL), dan kandungan
air pada titik layu permanen (TLP) untuk mengetahui kondisi surplus dan defisit
air pada bulan-bulan tertentu.
Dalam sebuah RTRW, penentuan status daya dukung lingkungan dan kajian
sumberdaya iklim untuk pertanian merupakan salah satu unsur yang wajib
dimasukan, sementara potensi suplai air dan indikator degradasi lingkungan harus
menjadi pertimbangan dalam KRP di RTRW tersebut. Status daya dukung
2
lingkungan berbasis neraca air menggambarkan ketersediaan air hujan untuk
memenuhi seluruh kebutuhan air untuk manusia (water footprint) pada suatu
wilayah. Kajian sumberdaya iklim untuk pertanian dimaksudkan untuk memberi
gambaran ketersediaan air hujan untuk memenuhi kebutuhan air untuk pertanian,
khususnya tanaman pangan dan hortikultura pada wilayah tertentu. Analisis
potensi suplai air diperlukan untuk mengetahui berbagai skenario kondisi tutupan
hutan, terkait dengan parameter CHlebih, limpasan dan pengisian air tanah. Selain
itu, anal isis ini juga perlu dilakukan untuk mengetahui ketersediaan air
permukaan dan airtanah, untuk memenuhi kebutuhan air pertanian, domestik,
industri, dan PLTA, melalui pengembangan prasarana sistem suplai air.
Kabupaten Serang merupakan salah satu dari delapan kabupaten/kota yang
ada di Provinsi Banten. Secara geografis Kabupaten Serang terletak pada
koordinat 5˚ 50’ - 60˚ 21’ Lintang Selatan dan 105˚ 0’ - 106˚ 22’ Bujur Timur.
Kabupaten Serang merupakan ibukota Provinsi Banten yang konsisten dalam
menyusun dokumen RTRW di setiap periodenya. Namun demikian muatan
lingkungan yang terangkum dalam dokumen RTRW belum memenuhi standar
yang telah ditentukan. Pengkajian terhadap daya dukung lingkungan di Kabupaten
Serang dilakukan untuk menggambarkan kondisi kemampuan lingkungan
khususnya sumberdaya air sehingga dapat dijadikan dasar KRP yang terangkum
dalam dokumen RTRW.
Perumusan Masalah
Daya dukung lingkungan adalah kemampuan lingkungan hidup untuk
mendukung perikehidupan manusia dan makhluk hidup lain. Analisis daya
dukung lingkungan berbasis neraca air dilakukan untuk mengetahui kapasitas
lingkungan alam dan sumber daya untuk mendukung kegiatan manusia/penduduk
yang menggunakan ruang bagi kelangsungan hidup. Aktivitas manusia sangat
mempengaruhi tingkat daya dukung lingkungan suatu wilayah. Terjadinya
degradasi daya dukung lingkungan dapat diakibatkan oleh tata guna lahan yang
tidak sesuai, seperti menurunnya luas hutan, kerusakan sungai, semakin
bertambahnya areal pemukiman, dan lain sebagainya sehingga menyebabkan
wilayah tersebut tidak lagi mampu mendukung aktivitas hidup manusia. Oleh
karena itu penting adanya kajian muatan lingkungan dalam kebijakan, rencana,
dan program (KRP) untuk merumuskan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW).
Tujuan Penelitian
Tujuan dilaksanakannya penelitian ini adalah:
1. Menganalisis 4 (empat) hirarki Daya Dukung Lingkungan (DDL) berbasis
neraca air di Kabupaten Serang, Banten.
2. Mengkaji muatan lingkungan dalam dokumen Rencana Tata Ruang
Wilayah (RTRW) Kabupaten Serang, Banten berdasarkan analisis Daya
Dukung Lingkungan (DDL) berbasis neraca air.
3
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat khususnya bagi masyarakat dan
Pemerintah Daerah Kabupaten Serang. Sebagai informasi penting ataupun bahan
perencanaan dalam penyusunan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) di masa
yang akan datang berkaitan dengan daya dukung lingkungan dan analisis neraca
air Kabupaten Serang. Penelitian ini memberikan masukan tentang muatan
lingkungan dalam dokumen RTRW sehingga diharapkan dapat berguna sebagai
acuan pengelolaan tata guna lahan dan kawasan secara tepat.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dibatasi hanya pada analisis empat hirarki daya dukung
lingkungan meliputi status daya dukung lingkungan, sumberdaya iklim untuk
pertanian, potensi suplai air, dan indikator degradasi lingkungan pada Kabupaten
Serang. Analisa dititik beratkan pada analisis neraca air yang nantinya akan
dibandingkan dengan muatan lingkungan yang terdapat dalam Rencana Tata
Ruang Wilayah (RTRW) Kabupaten Serang.
TINJAUAN PUSTAKA
Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW)
RTRW merupakan rencana tata ruang yang bersifat umum yang berisi
tujuan, kebijakan, strategi penataan ruang wilayah, rencana struktur ruang,
rencana pola ruang, penetapan kawasan strategis, arahan pemanfaatan ruang, dan
ketentuan pengendalian pemanfaatan ruang wilayah baik tingkat nasional
(RTRWN), provinsi (RTRWP) maupun RTRW kabupaten/kota. Tujuan RTRW
merupakan arahan perwujudan visi dan misi pembangunan jangka panjang pada
aspek keruangan, yang pada dasarnya mendukung terwujudnya ruang wilayah
nasional yang aman, nyaman, produktif, dan berkelanjutan berlandaskan
Wawasan Nusantara dan Ketahanan Nasional.
Penyusunan RTRW Kabupaten dilakukan dengan berazaskan kaidah-kaidah
perencanaan antara lain keselarasan, keserasian, keterpaduan, kelestarian,
keberlanjutan serta keterkaitan antar wilayah baik di dalam propinsi maupun
dengan propinsi sekitarnya. Sesuai dengan UU Nomor 26 Tahun 2007 Tentang
Tata Ruang, RTRW Kabupaten berisi tentang:
1. Tujuan penataan ruang kabupaten, kebijakan dan strategi pengembangan
wilayah kabupaten
2. Rencana struktur ruang kabupaten yang meliputi sistem perkotaan di
wilayahnya yang terkait dengan kawasan perdesaan dan sistem jaringan
prasarana wilayah kabupaten
3. Rencana pola ruang wilayah kabupaten yang meliputi kawasan lindung
kabupaten dan kawasan budi daya kabupaten
4. Penetapan kawasan strategis kabupaten
5. Arahan pemanfaatan ruang wilayah kabupaten yang berisi indikasi
program utama jangka menengah lima tahunan, dan
4
6. Ketentuan pengendalian pemanfaatan ruang wilayah kabupaten yang berisi
ketentuan umum peraturan zonasi, ketentuan perizinan, ketentuan insentif
dan disinsentif, serta arahan sanksi
Perencanaan tata ruang dalam RTRW juga harus disusun dengan
memperhatikan daya dukung dan daya tampung lingkungan, sebagaimana
ditegaskan dalam penjelasan Pasal 20 ayat (1), Pasal 21 ayat (1) dan Pasal 22 ayat
(1) UU 24/1992 Tentang Penataan Ruang. Perhatian terhadap daya dukung dan
daya tampung lingkungan dimaksudkan agar pemanfaatan ruang tidak sampai
melampau batas-batas kemampuan lingkungan hidup dalam mendukung dan
menampung aktivitas manusia tanpa mengakibatkan kerusakan lingkungan.
Kemampuan tersebut mencakup kemampuan dalam menyediakan ruang,
kemampuan dalam menyediakan sumberdaya alam, dan kemampuan untuk
melakukan perbaikan kualitas lingkungan apabila terdapat dampak yang
mengganggu keseimbangan ekosistem.
Kondisi Umum Kabupaten Serang
Kabupaten Serang merupakan salah satu dari delapan kabupaten/kota di
Provinsi Banten, terletak di ujung barat bagian utara Pulau Jawa dan merupakan
pintu gerbang utama yang menghubungkan Pulau Sumatera dengan Pulau Jawa
dengan jarak 70 km dari Kota Jakarta, Ibukota Indonesia. Secara geografis,
wilayah Kabupaten Serang terletak pada koordinat 5˚ 50’ - 60˚ 21’ Lintang
Selatan dan 105˚ 0’ - 106˚ 22’ Bujur Timur. Jarak terpanjang menurut garis lurus
dari utara ke selatan adalah sekitar 60 km dan jarak terpanjang dari barat ke timur
adalah sekitar 90 km, sedangkan kedudukan secara administratif berbatasan
dengan sebelah utara dibatasi oleh Laut Jawa, sebelah timur dibatasi oleh
Kabupaten Tangerang, sebelah selatan dibatasi oleh Kota Cilegon dan Selat Sunda,
serta sebelah barat dibatasi oleh Kabupaten Lebak dan Pandeglang
Luas wilayah Kabupaten Serang secara administratif tercatat 1734.09 km2
dan terdiri dari 34 wilayah kecamatan, 353 desa, dan 20 kelurahan. Temperatur
udara rata-rata kabupaten Serang adalah 26.3oC dengan kisaran rata-rata 23.1oC –
31.3oC. Kadar kelembaban udara sangat tinggi yaitu sekitar 78%, sedangkan angin
barat bertiup pada bulan Desember hingga April dan angin timur bertiup pada
bulan Mei hingga Oktober serta angin peralihan pada bulan April hingga
September.
Wilayah Kabuparen Serang berada dalam kisaran ketinggian antara 0-1778
m dari permukaan laut (dpl) dan pada umumnya tergolong pada kelas topografi
lahan dataran dan bergelombang. Ketinggian 0 m dari permukaan laut (dpl)
membentang dari Kecamatan Tirtayasa sampai Kecamatan Cinangka di Pantai
Barat Selat Sunda. Ketinggian 1778 m dari permukaan laut (dpl) terdapat di
Puncak Gunung Karang yang terletak di sebelah selatan perbatasan dengan
Kabupaten Pandeglang. Pada umumnya (>97.5%) wilayah Kabupaten Serang
berada pada ketinggian kurang dari 500 m dari permukaan laut (dpl).
Status Daya Dukung Lingkungan
Konsepdaya dukungmerupakan indikatorkeberlanjutanhidup suatu wilayah.
Daya dukung harus dapat mempertahankan ekosistem yang ada.Oleh karena itu,
5
penelitianharusmenghitungkuantitas
sumber
dayadandaya
dukung
lingkunganyang dibutuhkan, serta mengevaluasi kebutuhan ekosistem untuk
mencapai kehidupan yang berkelanjutan (Xia J, 2002).
Daya dukung lingkungan menunjukkan perbandingan antara kebutuhan dan
ketersediaan air di suatu wilayah. Menurut Van Den Bergh dan Grazi (2013),
kebutuhan hidup manusia dari lingkungan dapat dinyatakan dalam luas area yang
dibutuhkan untuk mendukung kehidupan manusia. Luas area untuk mendukung
kehidupan manusia ini disebut jejak ekologi (ecological footprint). Untuk
mengetahui tingkat keberlanjutan sumber daya alam dan lingkungan, kebutuhan
hidup manusia kemudian dibandingkan dengan luas aktual lahan produktif.
Perbandingan antara jejak ekologi dengan luas aktual lahan produktif ini
kemudian dihitung sebagai perbandingan antara lahan tersedia dan lahan yang
dibutuhkan. Carrying capacity atau daya dukung lingkungan mengandung
pengertian kemampuan suatu tempat dalam menunjang kehidupan mahluk hidup
secara optimum dalam periode waktu yang panjang. Daya dukung lingkungan
dapat pula diartikan kemampuan lingkungan memberikan kehidupan organisme
secara sejahtera dan lestari bagi penduduk yang mendiami suatu kawasan.
Analisis daya dukung lingkungan air membandingkan antara ketersediaan
air hujan(nilai CHandalan) dengan waterfootprint atau kebutuhan air masyarakat.
Kriteria status daya dukung lingkungan dinyatakan dengan surplus-defisit neraca
airdan rasio supply/demand. Untuk menetapkan status daya dukung lingkungan,
data yang dibutuhkan adalah data jumlah dan kepadatan penduduk untuk
menentukan jumlah kebutuhan air dengan water footprint, dan data curah hujan
andalan bulanan untuk menentukan jumlah ketersediaan air dengan metode W.
Bull.
Water footprint dapat merepresentasikan jumlah volume air yang
dibutuhkan untuk menjaga keberlanjutan suatu populasi. Hoekstra dan Chapagain
(2007) mendefinisikan waterfootprint adalah total volume air yang digunakan dan
dikonsumsi oleh individu. Nilai water footprint umumnya dinyatakan dalam
satuan volume air yang digunakan setiap tahunnya.
Menurut Prastowo (2010), ketersediaan air yang dinyatakan sebagai
CHandalan dihitung dengan peluang kejadian hujan ≥ 50%, dengan metode
perhitungan yang lazim digunakan, seperti metode Hazen, metode Gumbel, atau
metode lainnya. Untuk keperluan analisis ketersediaanair harus menggunakan data
curah hujan dan data iklim yang representative, yangdapat diperoleh dari stasiun
iklim terdekat, minimal data 10 tahun terakhir.Perhitungan kebutuhan air dapat
dihitung dari hasil konversi terhadap kebutuhan hidup layak, dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
DA = N x KHLA
(1)
dimana :
DA
: Total kebutuhan air (m3/tahun)
N
: Jumlah penduduk (jiwa)
KHLA : Kebutuhan air untuk hidup layak (1600 m3 air/kapita/tahun) 2 x
800 m3 air/kapita/tahun, dimana 800 m3 air/kapita/tahun adalah kebutuhan air
untuk keperluan domestik dan untuk menghasilkan pangan. Sedangkan 2.0 adalah
faktor koreksi untuk memperhitungkan kebutuhan hidup layak yang mencakup
kebutuhan pangan, domestik dan lainnya.
6
Kriteria penetapan status DDL-air dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Rasio supply/demand > 2 : aman (sustain)
2. Rasio supply/demand 1~2 : aman bersyarat (conditional sustain)
3. Rasio supply/demand ETP, nilai cadangan lengas tanah tidak akan berubah. Namun, jika nilai
PSTo,maka STi=STo,
STi = {STi-1 + (P-ETP) }
(6)
Selain itu, analisis potensi suplai air juga perlu dilakukan untuk mengetahui
ketersediaan air permukaan dan airtanah, untuk memenuhi kebutuhan air
pertanian, domestik, industri, dan PLTA, melalui pengembangan prasarana sistem
suplai air. Analisis potensi air permukaan dilakukan dengan membandingkan
kebutuhan air domestik dan non domestik per bulan dengan debit sungai andalan
per bulan. Kebutuhan air dihitung dengan mengalikan jumlah penduduk, ternak,
serta luas lahan pertanian dan industri dengan standar kebutuhan air. Kebutuhan
air domestik, pertanian, industri, peternakan, perikanan, serta non-domestik
tersebut kemudian dijumlahkan sehingga didapatkan jumlah kebutuhan air per
bulan.
10
Neraca Air, Limpasan, dan Pengisian Air Tanah
Neraca air merupakan persamaan yang menggambarkan prinsip bahwa
selama selang waktu tertentu, masukan air total pada suatu ruang tertentu harus
sama dengan keluaran total ditambah perubahan bersih dalam cadangan. (Seyhan,
1990). Neraca air dapat dihitung pada luasan dan periode waktu tertentu menurut
keperluannya. Penyusunan neraca air di suatu tempat dimaksudkan untuk
mengetahui jumlah netto dari air yang diperoleh sehingga dapat diupayakan
pemanfaatannya sebaik mungkin.
Perhitungan neraca air pada suatu daerah tangkapan menggunakan metode
Thornthwaite dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan (7):
P = ET + ΔSt
(7)
dimana :
P
: Presipitasi (mm/bulan)
ET
: Evapotranspirasi (mm/bulan)
ΔSt
: Perubahan cadangan air (mm/bulan)
Perhitungan neraca air persamaan Thornthwaite dapat memberikan
gambaran surplus dan defisit air pada suatu wilayah. Setelah simpan air mencapai
kapasitas cadangan lengas tanah (water holding capacity), kelebihan curah hujan
akan dihitung sebagai surplus. Air ini merupakan kelebihan setelah air tanah terisi
kembali. Dengan demikian surplus dihitung sebagai nilai curah hujan dikurangi
dengan nilai evapotranspirasi dan perubahan kadar air tanah. selanjutnya, surplus
air akan menjadi limpasan dan pengisian air tanah (Aziz, 2013).
Limpasan adalah bagian presipitasi (juga kontribusi-kontribusi permukaan
dan bawah permukaan) yang terdiri atas gerakan gravitasi air dan nampak pada
saluran permukaan dari bentuk permanen maupun terputus-putus. Jika intensitas
curah hujan maupun lelehan salju melebihi laju infiltrasi, kelebihan air mulai
berakumulasi sebagai cadangan permukaan.
Limpasan terjadi apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu DAS melebihi
kapasitas infiltrasi. Setelah laju infiltrasi terpenuhi, air akan mengisi cekungancekungan pada permukaan tanah. Selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas
permukaan tanah setelah cekungan-cekungan tersebut penuh. Limpasan terdiri
dari air yang berasal dari tiga sumber, yaitu limpasan permukaan, limpasan antara,
dan limpasan air tanah.
Menurut Seyhan (1990), faktor-faktor yang mempengaruhi volumen total
limpasan yaitu faktor-faktor iklim yang terdiri dari banyaknya presipitasi dan
banyaknya evapotranspirasi serta faktor DAS yang terdiri dari ukuran DAS dan
tinggi tempat rata-rata daerah aliran sungai (pengaruh orografis). DAS yang
sempit akan menyebabkan laju limpasan lebih rendah dibanding pada DAS yang
padat dalam luasan yang sama. Tutupan vegetasi dapat memperlambat aliran
permukaan dan meningkatkan daya tahan tanah terhadap air sehingga dapat
mengurangi laju limpasan puncak.
Jika curah hujan yang turun lebih kecil dari evapotranspirasi aktual, akan
terjadi defisit air. Nilai defisit air merupakan jumlah air yang perlu ditambahkan
untuk memenuhi keperluan evapotranspirasi potensial (ETP) tanaman. Defisit air
adalah selisih antara nilai evapotranspirasi potensial (ETP) dan evapotranspirasi
aktual (ETA) yang ditunjukkan dengan persamaan (8).
11
D = ETP – ETA
(8)
dimana :
D
: defisit air (mm/bulan)
Kelebihan curah hujan akan dihitung sebagai surplus atau curah hujan lebih.
Curah hujan lebih akan menjadi limpasan dan pengisian air tanah dan dapat
ditentukan dengan persamaan:
S = P – ETA
(9)
dimana :
S : Surplus/ CHlebih (mm/bulan)
Curah hujan lebih kemudian akan diturunkan dalam bentuk limpasan dan
pengisian air tanah. Besarnya limpasan sebanding dengan proporsi koefisien
limpasan pada wilayah tersebut. Sedangkan besarnya pengisian air tanah
merupakan sisa nilai curah hujan lebih yang tidak menjadi limpasan. Total
limpasan dan pengisian air tanah dapat dikelola dan dijadikan water supply. Untuk
menduga besaran limpasan yang terjadi di suatu wilayah, perlu diketahui nilai
koefisien aliran permukaan.
Indikator Degradasi Lingkungan
Kerusakan lingkungan hidup mengakibatkan dampak kerugian multi
dimensi yang sangat besar seperti pemiskinan lahan (melalui erosi), sumber air
tanah yang menipis, hilangnya habitat alami dan berubahnya pola iklim baik
setempat (iklim mikro) maupun iklim global (iklim makro). Tanpa upaya yang
konsepsional sejumlah dampak negatif tersebut di atas, berbarengan dengan
perubahan waktu, akan berjalan/berproses bersamaan secara sinergis sehingga
menimbulkan bencana alam/lingkungan yang dahsyat dan akan berjalan secara
akseleratif atau berlipat ganda semakin cepat. Untuk itu, skenariodan
analisisskenariotelah
menjadipendekatanpopulerdalam
perencanaanuntuk
mengejarpembangunan berkelanjutan (Duinker dan Greig, 2007).
Indikator terjadinya degradasi lingkungan hidup dapat terjadi pada
sumberdaya tanah/lahan, sumberdaya air, serta sumberdaya flora dan fauna.
Untuk sumberdaya air, beberapa indikator terjadinya degradasi lingkungan dapat
diketahui dengan:
1. Semakin kecilnya debit sungai dari tahun ke tahun
2. Semakin besarnya perbedaan debit air sungai pada musim hujan dan
musim kemarau
3. Semakin dalamnya permukaan air tanah dan mengeringnya sumur
penduduk di daerah ketinggian.
4. Adanya penetrasi air asin pada sumur penduduk di beberapa kota
pantai/pesisir.
5. Semakin kecilnya “Catchment Water Areas” (daya serap lahan terhadap
curahan air hujan).
6. Semakin tingginya pencemaran air sungai
Tinjauan atas daya dukung lingkungan aspek sumberdaya air, selain
berbasis neraca air, dapat pula dilihat dari berbagai indikator kerusakan
lingkungan, seperti banjir dan kekeringan.
12
METODE
Bahan
Data-data yang digunakan dalam penelitian merupakan data sekunder
meliputi data suhu, kelembaban, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin
Stasiun BMKG Serang selama rentang waktu 2003-2012, data curah hujan
Kabupaten Serang tahun 2004-20013 dari satelit Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM), data debit Sungai Ciujung tahun 2000-2009, data kejadian
bencana, serta dokumen RTRW Kabupaten Serang 2011-2031.
Alat
Alat yang digunakan adalah komputer dengan program Microsoft Office,
softwareCropwat, Google Earth, dan Tropical Rainfall Measuring Mission
(TRMM).
Analisis Data
Analisis data menjelaskan cara menganalisis atau teknik mengolah data
yang digunakan untuk menarik simpulan dari hasil kajian dari topik yang diteliti.
Untuk disertasi dengan pola rangkaian penelitian, Metode diuraikan secara
terpisah-pisah sesuai dengan subjudul penelitian.
Tahapan penelitian terdiri dari:
1. Studi pustaka
Studi pustaka digunakan untuk mempelajari hirarki daya dukung
lingkungan berbasis neraca air meliputi penetapan status daya dukung
lingkungan, kajian sumberdaya iklim untuk pertanian, analisis potensi
suplai air, dan kajian indikator degradasi sumberdaya air, serta melakukan
pengkajian RTRW Kabupaten Serang.
2. Pengumpulan data dan informasi
Data yang diperlukan seluruhnya merupakan data sekunder meliputi
data suhu, kelembaban, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin
Stasiun BMKG Serang selama rentang waktu 2003-2012, data curah hujan
Kabupaten Serang tahun 2004-20013 dari satelit Tropical Rainfall
Measuring Mission (TRMM), data debit Sungai Ciujung tahun 2000-2009,
data kejadian bencana, serta dokumen RTRW Kabupaten Serang 20112031.
3. Pengolahan dan analisis data
a) Menentukan status daya dukung lingkungan
1) Menghitung CH andalan dengan metode W.Bull peluang 80%
sebagai nilai ketersediaan air
2) Menghitung jumlah kebutuhan air (water footprint) menggunakan
persamaan (1).
3) Membandingkan nilai rasio perbandingan nilai ketersediaan dan
kebutuhan air untuk mendapatkan status daya dukung lingkungan.
b) Menentukan tipe iklim untuk pertanian
13
1) Menentukan bulan basah dan bulan kering dengan menggunakan
data curah hujan 10 tahun dari satelit Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM)
2) Mengidentifikasi tipe iklim Kabupaten Serang dengan klasifikasi
Oldeman
c) Melakukan analisis neraca air
1) Melakukan perhitungan evapotranspirasi dengan Persamaan (3)
dan (4). Nilai evapotranspirasi ditentukan dengan metode Penman
yang di aplikasikan menggunakan software CROPWATdengan
memasukkan data-data iklim meliputi suhu, kelembaban, lama
penyinaran matahari, dan kecepatan angin selama 10 tahun.
2) Menghitung selisih hujan (P) dan evapotranspirasi potensial (ETP).
3) Menghitung accumulated potential water losses (APWL) dengan
akumulasi air bulan ke-i = {Akumulasi air bulan ke-(i-1) + nilai PETP bulan i}. Nilai negatif P-ETP menununjukkan potensi defisit
air yang merupakan hasil penjumlahan setiap bulannya. Untuk
wilayah basah, jumlah P-E dari setiap bulan bernilai positif. Oleh
karena itu, perhitungan akumulasi kehilangan air dimulai dari 0.
4) Mengidentifikasi jenis penggunaan lahan pada Kabupaten Serang
untuk mendapatkan nilai koefisien tanaman, kapasitas limpasan,
dan kapasitas simpan air.
5) Menghitung kapasitas simpan air (water storage capacity (STo)).
STo ditentukan dengan persamaan (4).
6) Menghitung cadangan lengas tanah (water holding capacity/St)
dengan persamaan (5).
7) Menghitung perubahan cadangan lengas tanah (△St) dengan
menggunakan persamaan (6). Jika nilai cadangan lengas tanah
sama dengan nilai kapasitas simpannya, diasumsikan tidak terjadi
perubahan dalam penyimpanan air.
8) Menghitung nilai presipitasi dengan persamaan (7).
9) Menghitung evapotranspirasi aktual (ETa)
Untuk bulan basah (P>ETp), maka ETa = Etp
Untuk bulan kering (PEp,
dengan persamaan neraca air Thornthwaite and Mather (9).
11) Membuat kurva neraca air.
d) Menganalisis indikator degradasi lingkungan
1) Melakukan studi literatur mengenai kerusakan-kerusakan
lingkungan yang pernah terjadi di Kabupaten Serang khususnya
pada aspek sumberdaya air.
2) Memberikan rekomendasi bangunan pengendali sesuai dengan
degradasi lingkungan yang terjadi
e) Mengkaji muatan lingkungan dalam Rencana Tata Ruang Wilayah
(RTRW)
1) Mengidentifikasi muatan lingkungan dalam kebijakan, rencana, dan
program (KRP) dan membandingkannya dengan hasil analisis
neraca air.
14
2) Memberikan rekomendasi berupa konservasi dan rehabilitasi serta
struktural.
Gambar 2Kerangka penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Status Daya Dukung Lingkungan
Analisis daya dukung lingkungan berbasis neraca air (DDL-air)
menunjukkan perbandingan antara kondisi ketersedian air pada suatu wilayah
dengan kebutuhan yang ada. Dari perbandingan keduanya, diperoleh status
kondisi ketersediaan air pada wilayah tersebut. Konsep ini membandingkan antara
ketersediaan air hujan(nilai CHandalan) dengan waterfootprint untuk menilai
status DDL-air. Kriteria status DDL-air dinyatakan dengan surplus-defisit neraca
airdan rasio supply/demand. Untuk menetapkan status daya dukung lingkungan,
data yang dibutuhkan adalah data jumlah dan kepadatan penduduk untuk
menentukan jumlah kebutuhan air dengan water footprint, dan data curah hujan
andalan bulanan untuk menentukan jumlah ketersediaan air dengan metode W.
Bull.Kriteria curah hujan dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu hujan sangat
ringan dengan intensitas 100 mm dalam 24 jam.
15
Kebutuhan air untuk hidup layak diasumsikan sebesar 1600 m3
air/kapita/tahun Dengan total penduduk yang terdapat di Kabupaten Serang
sebanyak 1403228 jiwa, didapatkan total kebutuhan air penduduk atau water
footprintsebesar 225x107 m3/tahun atau 187x106m3/bulan. Sementara perhitungan
ketersediaan air atau dikenal sebagai CHandalandilakukan dengan metode W.Bull,
yaitu perhitungan peluang kejadian hujan. Pada penelitian ini diambil peluang
kejadian sebesar 80%. Data curah hujan yang terjadi selama 10 tahun dari tahun
2004-2013 disusun berdasarkan jumlah mm/tahun terbesar hingga terkecil untuk
ditentukan peluang kejadian 0.8. Dari penentuan peluang tersebut, diambil curah
hujan tahun 2009 dan 2011 sehingga didapatkan CHandalan sebesar 1759.5
mm/tahun atau 1.76 m/tahun.
Hasil tersebut kemudian dikalikan dengan luas wilayah Kabupaten Serang
yaitu seluas 147x107 m2sehingga didapatkan total ketersediaan air sebesar
258x107m3/tahun. Dari selisih jumlah kebutuhan air dan ketersediaan air tersebut
didapatkan rasio supply demand sebesar 1.15 per tahun. Sementara rasio supply
demand per bulan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Rasio supply demand per bulan
Bulan
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rasio
2.93
2.49
1.70
1.86
1.84
1.36
0.67
0.37
0.60
1.42
2.80
2.13
Sumber: Hasil Perhitungan (2014)
Menurut Prastowo (2010), kriteria penetapan status DDL-air dibedakan
menjadi tiga, yaitu:
1. Rasio supply/demand > 2 : aman (sustain)
2. Rasio supply/demand 1~2 : aman bersyarat (conditional sustain)
3. Rasio supply/demand