Pengolahan Data Metode Penelitian

23 Gambar 3. Proses Pembentukan HRU Gambar 4. Penggabungan HRU dengan Data Iklim 24 Pada persamaan SCS Curve Number aliran permukaan dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut : dimana Q surf adalah jumlah aliran permukaan pada hari ke i mm, R day adalah jumlah curah hujan pada hari ke i mm, I a adalah kehilangan awal yang disebabkan oleh simpanan permukaan, intersepsi dan infiltrasi mm dan S adalah parameter retensi. Parameter retensi secara spasial sangat bervariasi karena perbedaan tanah, penggunaan lahan dan kemiringan lereng dan secara temporal berubah tergantung dari kandungan air tanah. Parameter retensi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : dimana CN adalah bilangan curve number dan nilai I a pada umumnya adalah 0,2S. Oleh karena itu, persamaan aliran permukaan Q surf menjadi : Adapun jumlah aliran lateral dihitung dengan menggunakan persamaan : dimana Q lat adalah jumlah aliran lateral yang masuk ke sungai utama pada hari ke i mm, SW ly excess adalah kelebihan air pada lapisan tanah mm, K sat adalah Saturated Hydraulic Conductivity mm, slp adalah lereng mm, Φ d adalah porositas tanah mmmm dan L hill adalah panjang lereng m. Volume air perkolasi dihitung dengan menggunakan persamaan : SW ly excess = SW ly – FC ly jika SW ly FC ly SW ly excess = 0 jika SW ly ≤ FC ly 25 dimana SW ly excess adalah kelebihan air pada lapisan tanah mm, SW ly adalah kandungan air tanah mm dan FC ly adalah kapasitas lapang mm. Aliran bawah permukaan atau baseflow Q gw dihitung dengan menggunakan persamaan : dimana adalah aliran baseflow, adalah Hydraulic Conductivity mm, L gw adalah jarak antara Sub DAS ke saluran utama m dan tinggi muka air tanah m. Perhitungan erosi dalam SWAT menggunakan persamaan Modified Universal Soil Loss Equation MUSLE yang merupakan modifikasi dari persamaan USLE. Persamaan MUSLE yang digunakan adalah sebagai berikut : sed = 11,8 Q surf .q peak .area hru 0.56 . K USLE .C USLE .P USLE .LS USLE . CFRG dimana sed adalah hasil sedimen pada hari ke i ton, Q surf adalah volume aliran permukaan mm, q peak adalah laju puncak aliran permukaan m 3 dtk, area hru adalah luas areal dalam HRU Ha, K USLE adalah faktor erodibilitas tanah USLE, C USLE adalah faktor tanaman dan tindakan pengelolaannya untuk USLE, P USLE adalah faktor tindakan konservasi untuk USLE dan LS USLE adalah faktor topografi kemiringan dan panjang lereng untuk USLE, CFRG adalah kandungan bahan kasar pada lapisan pertama. Erodibilitas tanah K ditentukan dengan menggunakan persamaan : dimana, K : erodibilitas tanah M : debu + pasir sangat halus100 - liat OM : persen bahan organik 1,72 x kandungan C-organik c soilstr : kode struktur tanah yang digunakan dalam klasifikasi tanah c perm : kelas permeabilitas profil tanah 26 Faktor pengelolaan tanaman C dan tindakan konservasi P ditentukan melalui pengamatan di lapang untuk setiap jenis penutupan lahan dan tindakan konservasi yang dilakukan. Faktor Topografi LS dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : dimana, L hill : panjang lereng m : 0,6. 1-exp[-35,835 . slp] α hill : kemiringan lereng slp : tan α hill Faktor bahan kasar CRFG dihitung dengan persamaan sebagai berikut : CFRG = exp -0,053. rock dimana rock adalah persen bahan kasar pada lapisan tanah pertama e Output SWAT Hasil keluaran model SWAT terangkum dalam file-file output SWAT Output file . Output file dalam SWAT terangkum dalam file BSB, SBS dan RCH. File BSB berisi informasi pada masing-masing sub DAS. File SBS berisi informasi pada masing-masing HRU dan RCH berisi informasi pada masing- masing sungai utama dalam sub DAS. Informasi pada masing-masing sub DAS dan HRU terdiri dari jumlah curah hujan PRECIP, aliran permukaan SURG, aliran lateral LATQ, aliran dasar GW_Q, evapotranspirasi potensial PET, evapotranspirasi aktual ET, kandungan air tanah SW, perkolasi PERC, hasil air WYLD dan hasil sedimen SYLD. Informasi yang diperoleh dari file RCH terdiri dari jumlah air yang masuk ke sungai FLOW_IN dan keluar FLOW_OUT, sedimen yang masuk ke sungai SED_IN dan keluar SED_OUT dan jumlah kehilangan air dari sungai melalui evaporasi EVAP. 27

f. Sediment Delivery Ratio

Perkiraan total sedimen yang terukur di outlet dihitung berdasarkan metode sediment delivery ratio mengikuti persamaan berikut : dimana SDR adalah sediment delivery ratio. Berdasarkan pustaka dalam Sukartaatmadja 2004 untuk luasan DAS Keduang sebesar 36.426,87 ha, maka nilai SDRnya adalah 0,089. Hasil sedimen merupakan hasil sedimen yang terukur di outlet.

g. Erosi yang Dapat Ditoleransikan

Tolerable Soil Loss = TSL Perhitungan nilai TSL dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa metode dan dalam penelitian ini digunakan metode Hammer 1981. Adapun persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut: dimana, TSL = Erosi yang dapat ditoleransikan mmtahun DE = Kedalaman ekuivalen kedalaman efektif x faktor kedalaman tanah mm D min = Kedalaman tanah minimummm UGT = Umur guna tanah tahun LPT = Laju pembentukan tanah mmtahun

3.3.4 Kalibrasi Model

Kalibrasi model dilakukan setelah semua tahapan model MWSWAT dijalankan. Kalibrasi dilakukan dengan membandingkan data debit observasi dengan debit model. Data observasi yang digunakan adalah data debit dan sedimen dari SPAS Ngadirojo tahun 2004 dan tahun 2005. 28 Kalibrasi dilakukan melalui proses manual dengan melakukan penyesuaian nilai pada beberapa parameter yang sensitif terhadap model. Untuk tujuan kalibrasi model diperlukan analisis statistik berupa koefisien efisiensi. The American Society of Civil Engineers ASCE, 1993 merekomendasikan untuk menggunakan persamaan Nash-Sutcliffe 1970 dalam menghitung koefisien efisiensi. Persamaan Koefisien Efisiensi Nash-Sutcliffe yang digunakan adalah sebagai berikut : dimana NS adalah koefisien efisiensi Nash-Sutcliffe, Qob adalah debitsedimen pengukuran mm, Qsim adalah debitsedimen hasil model mm dan Qavg adalah rata-rata debitsedimen pengukuran mm. Nilai NS berkisar dari negatif sampai 1, dengan kriteria sebagai berikut: a. Baik, jika NS 0,75 b. Memuaskan, jika NS berkisar antara 0,36 - 0,75 c. Kurang memuaskan, jika NS 0,36

3.3.5 Simulasi Model MWSWAT

Simulasi model MWSWAT dijalankan setelah dilakukan kalibrasi terhadap beberapa parameter model yang sensitif terhadap hasil keluaran model. Simulasi dilakukan pada penggunaan lahan eksisting dan beberapa perubahan penggunaan lahan. Simulasi model yang diujicobakan adalah : a Kondisi eksisting yaitu penggunaan lahan tahun 2005 b Perubahan penggunaan lahan dengan meningkatkan penggunaan lahan hutan sebesar 30 luas DAS sesuai dengan UU No 41 tahun 1999 c Perubahan penggunaan lahan sesuai dengan arahan Rencana Tata Ruang Wilayah RTRW Kabupaten Wonogiri tahun 2005-2015 d Penerapan agroteknologi pada lahan kering di luar kawasan hutan 29

IV. KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN

4.1 Kondisi Topografi

DAS Keduang terletak di bagian hulu DAS Bengawan Solo. Selain DAS Keduang DAS Bengawan Solo mempunyai lima Sub DAS lain yang memiliki luasan yang lebih kecil yang akan mengalir masuk ke Waduk Gajah Mungkur. Lima Sub DAS tersebut adalah sub DAS Tirtomoyo, sub DAS Alang, sub DAS Temon, sub DAS Wuryantoro dan sub DAS Bengawan Solo Hulu. Secara administratif DAS Keduang mengalir melalui beberapa kecamatan di Kabupaten Wonogiri yaitu Kecamatan Ngadirojo, Slogohimo, Sidoharjo, Jatisrono, Slogohimo, Girimarto dan Jatiroto. DAS Keduang berada di atas jalur yang tidak stabil yaitu antara patahan shield Sunda dan Asia dan dinding sahul dari daratan Gondwani. Sungai Keduang mengalir dengan pola aliran utama berbentuk dendritik di utara dan tralis di selatan. DAS Keduang memiliki kondisi kemiringan lereng berkisar antara datar hingga sangat curam. Penyebaran kelas lereng pada DAS Keduang di sajikan pada Tabel 4. Kelas lereng tersebut diperoleh dari analisis peta DEM 30 m x 30 m pada daerah penelitian. Tabel 4. Penyebaran Kelas Lereng DAS Keduang Kelas Lereng Luas Ha 0-8 10.510,93 28,85 8-15 5.803,26 15,93 15-25 4.196,84 11,52 25-40 2.509,59 6,89 40 13.406,26 36,80 Total 36.426,87 100,00 Kelas lereng pada daerah penelitian didominasi kelas lereng sangat curam yaitu lebih dari 40 yang terletak di bagian hulu, sedangkan di bagian hilir di dominasi lereng datar.