66
6. RESPONS ALIRAN PERMUKAAN DAN PREDIKSI EROSI AKIBAT PRAKTEK KONSERVASI TANAH DAN AIR DI DAS
KALIGARANG
Pendahuluan
Sumberdaya alam menyediakan berbagai fasilitas yang tidak terbatas dalam rangka memenuhi kebutuhan manusia. Untuk dapat terus menikmati fasilitas
sumberdaya alam, diperlukan pengelolaan yang tepat dan berkelanjutan dari sumber daya alam yang diperlukan. Praktek pengelolaan pertanian merupakan
salah satu pilihan yang menawarkan berbagai cara pengelolaan untuk mempertahankan kualitas DAS Sinukaban 2008. Pelaksanaan praktek
pengelolaan pertanian merupakan upaya dalam mengurangi aliran permukaan, erosi tanah, meningkatkan kualitas air dari badan air dengan mengurangi konsentrasi
sedimen, nutrisi, pestisida dalam aliran permukaan dari lahan budidaya. Praktek konservasi merupakan upaya dalam meningkatkan infiltrasi air hujan masuk ke
dalam tanah, menurunkan debit puncak yang menyebabkan banjir dan meningkatkan aliran dasar di sungai Costa et al. 2003; Tu 2009. Beberapa praktik
konservasi yang telah dipelajari dalam upaya meningkatkan efektivitas pengendalian erosi dan aliran permukaan dan erosi seperti strip rumput, pertanian
kontur, pemberian musa sisa tanaman dan agroforestri dapat di aplikasikan Yuan et al. 2009.
Penanaman strip rumput merupakan suatu praktek konservasi pertanian yang menanam rumput dalam strip yang berselang-seling dengan tanaman utama pada
sebidang tanah pada kurun waktu yang sama dan disusun memotong lereng atau menurut garis kontur Abu-Zreig et al. 2004. Adanya tanaman strip rumput
mampu menghambat aliran permukaan dan pada gilirannya mengurangi sedimen, pestisida dan nutrisi tanaman Lovell dan Sullivan 2006. Vegetasi penutup tanah
merupakan lapisan pelindung antara atmosfir dengan tanah sehingga dapat menurunkan laju aliran permukaan dan menurunkan erosi Emilda 2010.
Efektivitas strip rumput sebagai penyaring sedimen yang terbawa aliran permukaan dipengaruhi oleh lebar strip rumput yang berfungsi sebagai penahan aliran Abu-
Zreig 2001. Peningkatan lebar strip rumput akan meningkatkan efisiensi penyaring dan penahan aliran permukaan Yuan et al. 2009. Beberapa faktor sekunder lain
yang mempengaruhi efisiensi penahan meliputi kemiringan, laju aliran, kerapatan vegetasi, dan ukuran partikel. Efisiensi penahan strip rumput akan meningkat
dengan peningkatan tutupan vegetasi, menurun dengan peningkatan laju aliran Fox et al. 2010., dan meningkat dengan peningkatan kemiringan Gilley et al. 2000.
Pertanian menurut kontur adalah bentuk pertanian di mana pembuatan baris tanaman dilakukan searah kontur atau memotong lereng. Barisan tanaman
dibudidayakan pada guludan yang berfungsi sebagai penghambat aliran air, peningkatan infiltrasi, mengurangi erosi tanah dan sedimentasi dan meningkatkan
kualitas air Quinton dan Catt 2004; Brunner et al. 2008. Kajian pertanian menurut kontur telah banyak dilakukan dan hasilnya memberikan dampak positip dalam
mengurangi konsentrasi sedimen dan pencemar lain dari lahan pertanian Stevens et al. 2009; Arabi et al. 2008; Gassman et al. 2006.
67
Perhitungan pendugaan hasil air dan erosi dalam praktek pengelolaan pertanian dapat dilakukan dengan pendekatan model hidrologi. Salah satu model
hidrologi yang dapat digunakan dan diaplikasikan untuk menduga besarnya aliran permukaan dan erosi dari praktek konservasi adalah Soil and Water Assessment
Tool SWAT. Nietsch et al. 2011. SWAT merupakan model hidrologi yang banyak digunakan untuk mengevaluasi pengelolaan lahan berupa praktek
pengelolaan pertanian terhadap karakteristik hidrologi seperti aliran permukaan dan aliran bawah permukaan, erosi dan pergerakan bahan kimia dalam DAS. Arnold et
al. 2011. Berdasarkan uraian tersebut maka ujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi efektivitas praktek konservasi tanah dan air terhadap aliran
permukaan, erosi dan hasil air Daerah Aliran Sungai Kaligarang dengan menggunakan model SWAT. Bentuk praktek konservasi tanah dan air yang
dicobakan adalah agroforestri, teras gulud, penanaman menurut kontur, penanaman strip rumput, dan pemberian mulsa sisa tanaman.
Metode Penelitian Alat dan bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : Geographycal
Position System GPS, clinometer,
peralatan pengambilan sampel tanah, meteran, kompas, ring sample, kantong plastik,
kamera, alat tulis kantor ATK, seperangkat komputer lengkap dengan alat pencetak printer. Perangkat lunak software yang
digunakan untuk pengolahan data antara lain microsoft excel, Program ARC GIS 10.1., ArcSWAT dan Microsoft Office 2012, SPSS 20.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain data spasial yang digunakan adalah: 1 peta tutupan lahan tahun 2009 skala 1 : 100000
berdasarkan interpretasi citra satelit, 2 peta klasifikasi tanah tahun 1995 skala 1 : 50000 dari Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat Puslittanak Bogor, dan 3
Digital Elevation Model DEM dari Citra SRTM tahun 2009. Data spasial digunakan untuk keperluan pembentukan jaringan sungai, pembentukan outlet,
batas DAS dan HRU.
Jenis, sumber dan kegunaan data
Data biofisik yang diperlukan dalam penelitian ini terdiri dari data tipe penggunaan lahan, Digital Elevation Model DEM, jenis tanah, data debit, dan data
iklim. Data iklim curah hujan, temperatur, kelembaban, angin, radiasi harian selama 10 tahun 2001
– 2010 diperoleh dari Balai Penelitian Tanaman Pangan BPTP Propinsi Jawa Tengah, stasiun BMKG Jawa Tengah dan Dinas PSDA
Propinsi Jawa tengah. Data debit harian selama 10 tahun 2001 – 2010 diperoleh
dari Dinas PSDA Propinsi Jawa Tengah Tabel 6.1.
68
Analisis data
Simulasi model SWAT Untuk mendapatkan data mengenai hasil air dan besarnya erosi DAS
Kaligarang dilakukan dengan menggunakan model SWAT. Model SWAT yang digunakan dalam penelitian ini merupakan model yang sudah dikalibrasi pada bab
sebelumnya, dengan asumsi bahwa model SWAT yang dihasilkan dapat menggambarkan kondisi DAS Kaligarang dengan hasil perhitungan NS yang baik.
Hasil kalibrasi diperoleh nilai R
2
= 0.83 dn NS = 0.71 tahun 2009 dan hasil
kalibrasi diperoleh nilai R
2
= 0.78 dan NS = 0.59 tahun 2010, dimana nilai ini masuk dalam katagori mencukupi Santhi et al. 2001. Data iklim yang digunakan
adalah data iklim dari tahun 2001 – 2010 dan ekstraksi datanya dilakukan pada
tahun yang sama 2010. Data yang diekstrak dari hasil simulasi SWAT adalah data aliran permukaan, hasil air water yield, dan prediksi erosi USLE.
Asumsi yang digunakan pada model SWAT ini adalah penggunaan lahan tidak terjadi perubahan dengan membuat Rencana Tata Ruang Wilayah dan sebaran
distribusi hujan tidak terjadi perubahan menggunakan hujan tahun 2010.
Tabel 6.1. Jenis, sumber dan kegunaan data yang dikumpulkan dalam penelitian
No Jenis Data
Sumber Data Kegunaan Data
Data Primer
1. Sifat fisik dan kimia tanah
Sampel tanah Untuk menduga aliran
permukaan dan erosi tanah 2. Jenis dan kondisi
penutupan vegetasi Peta Landuse,
Ground Check Untuk menduga aliran
permukaan dan erosi tanah
Data Sekunder
1. Peta-peta : a. Citra Landsat
b. Peta penggunaan lahan
c. Peta topografi d. Peta jenis tanah
BPDAS Jratuseluna
Badan Informasi Geospasial BIG
Balitan Untuk menyusun satuan
lahan, yang selanjutnya digunakan dalam
pendugaan aliran permukaan dan erosi
2. Sifat fisik dan kimia tanah
Balitan, Berbagai Pustaka
Untuk menduga aliran permukaan dan erosi tanah
3. Data Iklim BMKG, Dinas
PSDA Untuk menduga aliran
permukaan dan erosi tanah
Skenario penerapan teknik konservasi tanah dan air
Model yang telah dikalibrasi digunakan untuk simulasi debit, dan sedimen dengan skenario pengelolaan lahan lain yang diduga lebih baik dari keadaan saat
ini. Skenario ini diperoleh berdasarkan studi literatur dengan menitikberatkan pada pencegahan erosi. Skenario yang digunakan dalam kajian ini bertumpu pada teknik
konservasi tanah dan air yang sesuai dengan kaidah konservasi. Skenario teknik konservasi tanah dan air dilakukan di semua HRU untuk semua kelas lereng pada
penggunaan lahan PLK, PLKC dan permukiman pada kelas lereng 15. Penerapan skenario konservasi tanah dan air dilakukan pada HRU yang sama
dimaksudkan agar hasil respon hidrologi masing-masing skenario tidak terpengaruh luasan, kemiringan dan tutupan lahan yang berbeda, tetapi perbedaan respon
hidrologi hanya dipengaruhi skenario konservasi tanah dan air. Nilai factor P dan
69
C untuk masing-masing praktek konservasi yang dicobakan disajikan pada Tabel 6.2. Praktek konservasi tanah dan air yang dijadikan skenario pada penelitian ini
disajikan pada tabel 6.3.
Tabel 6.2. Nilai faktor P dan C untuk praktek konservasi tanah dan air
No. Praktek konservasi PK
Nilai P_USLE
Nilai C_USLE
1. Aplikasi agroforestri PK-1
0.01 0.1
2. Pembuatan
teras gulud
dikombinasikan dengan
penanaman menurut kontur dan pemberian mulsa sisa tanaman 6 tonhatahun PK-2
0.04 3.
Penanaman tanaman strip dan dikombinasikan kolam retensi PK-3
- Kemiringan 0 – 8
0.25 0.1
- Kemiringan 8 – 15
0.30 0.1
- Kemiringan 15 – 25
0.40 0.1
4. Penanaman tanaman strip rumput dan pemberian mulsa sisa tanaman 4 tonhathn PK-4
- Kemiringan 0 – 8
0.12 0.05
- Kemiringan 8 – 15
0.15 0.05
- Kemiringn 15 – 25
0.20 0.05
5. Pembuatan kolam retensi di permukiman PK-5
Sumber: Sinukaban 2007 Arsyad 2010 Tabel 6.3. Skenario praktek konservasi masing-masing kemiringan lereng
Penggunaan Lahan
Slope Luas
ha Skenario
1 2
3 4
Hutan 2315
tetap tetap
tetap tetap
Perkebunan 208
tetap tetap
tetap tetap
Pertanian LK 8
2808 tetap
PK-4 PK-3
PK-3 8 - 15
1809 tetap
PK-2 PK-2
PK-2 15 - 25
1394 tetap
PK-2 PK-2
PK-2 25
804 tetap
PK-1 PK-1
PK-1 Pertanian LKC
8 1257
tetap PK-4
PK-3 PK-3
8 - 15 1653
tetap PK-2
PK-2 PK-2
15 - 25 1207
tetap PK-2
PK-2 PK-2
25 879
tetap PK-1
PK-1 PK-1
Sawah 1740
tetap tetap
tetap tetap
Permukiman 8
2247 tetap
tetap tetap
PK-5 8 - 15
797 tetap
tetap tetap
PK-5 15
– 25 208
tetap tetap
tetap tetap
25 27
tetap tetap
tetap tetap
Analisis data
Dari enam skenario yang dicobakan dapat dilihat masing-masing hasil dan perbandingan respon hidrologinya berupa hasil fluktuasi debit aliran, dan erosi
termasuk nilai indeks erosi perbandingan nilai erosi potensial dengan erosi yang dapat ditoleransi. Penerapan teknik konservasi tanah dengan respon hidrologi
terbaik yang mempunyai nilai penurunan erosi sampai lebih kecil dari erosi yang
70
ditoleransikan, dan fluktuasi debit aliran atau KRS yang terkecil dapat dijadikan acuan untuk direkomendasikan penerapannya di lapangan.
Erosi yang dapat ditoleransikan E
tol
dihitung berdasarkan konsep Arsyad 2010 dengan persamaan sebagai berikut:
=
� �
6.2
dimana E
tol
adalah laju erosi yang masih dapat ditoleransi mm.y
-1
, D
e
adalah kedalaman solum tanah mm, F
d
adalah nilai faktor kedalaman tanah Lampiran Tabel 20, dan UG adalah umur guna sumber daya tanah yang nilainya 250 tahun
untuk pemakaian terus menerus dan intensif Sinukaban 1989. Untuk mendapatkan nilai E
tol
dalam satuan ton ha
-1
y
-1
maka nilainya dikalikan 10 bobot isi tanah g.cm
-3
.
Koefisien regim sungai KRS
Untuk perhitungan KRS digunakan persamaan:
=
��
6.3
dimana KRS adalah koefisien regim sungai, Qmaks adalah debit rata-rata harian maksimum m
3
.s
-1
dan Qmin adalah debit rata-rata harian minimum m
3
.s
-1
. Semakin kecil nilai KRS semakin menunjukkan kondisi DAS dalam keadaan baik
Pontouw dkk. 2013. Indeks kualitas hidrologi dibagi dalam 5 katagori, yaitu sangat baik, baik, sedang, buruk dan sangat buruk Tabel 6.4.
Tabel 6.4. Klasifikasi nilai koefisien regim sungai
No KRS
Keterangan
1 5
Sangat Baik 2
5 – 15
Baik 3
15 – 25
Sedang 4
25 – 50
Buruk 5
50 Sangat Buruk
Sumber: Pontouw et al. 2013
Kolam retensi Target pengurangan aliran permukaan untuk penggunaan lahan pertanian lahan
kering dan pertanian lahan kering campuran adalah 240 mmtahun, dengan 150 hari hujan, dan kapasitas infiltrasi 2.5 cmjam, setara dengan 16 m
3
hahari. Berdasarkan asumsi tersebut model kolam retensi yang diusulkan memiliki dimensi panjang 4
m, lebar 4 m dan kedalaman 1 m tiap ha. Wilayah permukiman target pengurangan aliran permukaan 600 mmtahun atau setara dengan 40 m
3
hahari. Berdasarkan asumsi tersebut kolam retensi di daerah permukiman diusulkan memiliki dimensi
panjang 5 m, lebar 4 m dan kedalaman 1 m sebanyak 2 buah per ha.
Hasil dan Pembahasan
Aplikasi teknik konservasi baik secara agronomi, vegetatif, dan managemen dimaksudkan untuk mengurangi laju aliran permukaan dan meningkatkan
kemampuan air masuk ke dalam tanah lewat infiltrasi. Melalui teknik konservasi
71
aliran permukaan dapat dihambat sehingga meningkatkan penyerapan air oleh tanah dan mengurangi potensi erosi yang terjadi, dan akan mempengaruhi fluktuasi debit
sungai dan hasil air.
Simulasi konservasi tanah dan air yang dicobakan adalah kombinasi dari dua, tiga atau empat praktek konservasi agroforestri, pembuatan teras gulud, penanaman
menurut garis kontur, penanaman strip rumput dan pemberian mulsa. Teknik konservasi tanah dan air tersebut dicobakan untuk penggunaan lahan PLK, PLKC,
dan permukiman pada kelas lereng 15, tidak dicobakan pada penggunaan lahan hutan, sawah, dan perkebunan.
Teras gulud merupakan salah satu teknik konservasi tanah mekanik yang bertujuan untuk mengurangi panjang lereng sehingga mengurangi kecepatan dan
jumlah aliran permukaan. Dengan menerapkan teknik konservasi ini diharapkan erosi yang terjadi dalam suatu kawasan DAS dapat dikurangi.
Teknik konservasi penanaman menurut kontur merupakan suatu teknik penanaman yang diatur searah garis kontur. Melalui teknik konservasi vegetatif ini,
aliran permukaan dapat dihambat sehingga meningkatkan penyerapan air oleh tanah dan mengurangi potensi erosi yang terjadi.
Penanaman strip strip Cropping merupakan suatu sistem konservasi tanah vegetatif yang menanam beberapa jenis tanaman dalam strip yang berselang-seling
pada sebidang tanah pada kurun waktu yang sama dan disusun memotong lereng atau menurut garis kontur. Pola tanam yang diaplikasikan harus disesuaikan dengan
ketersediaan air dan persyaratan tumbuh tanaman untuk menghindari pengaruh kompetisi dan gangguan hama dan penyakit. Penerapan teknik konservasi ini selain
dapat mengurangi aliran permukaan juga meningkatkan intensitas tanaman, menghasilkan sisa tanaman sebagai bahan organik yang berfungsi dalam menyuplai
unsur hara dan mengurangi evaporasi tanah.
Agroforestri merupakan salah satu teknik konservasi tanah vegetatif yang menggabungkan antara tanaman pepohonan atau tanaman tahunan dengan tanaman
komoditas lain yang ditanam secara bersama-sama ataupun bergantian Subagyono et al. 2004. Melalui penerapan agroforestri diharapkan aliran permukaan dan erosi
yang terjadi dapat ditekan. Tanaman pepohonan mempunyai luas tajuk daun lebih luas dan tebal sehingga akan meningkatkan kapasitas intersepsi dan menurunkan
energi kinetik hujan dengan merubah tetesan hujan menjadi menjadi aliran batang stemflow dan aliran tembus throughfall sehingga aliran permukaan berkurang.
Kolam retensi adalah teknologi aplikatif dengan mengambungkan unsur tanaman, green water dan blue water di dalam suatu bentang lahan dengan
semaksimal mungkin meresapkan air ke dalam tanah supaya selama mungkin berada di dalam DAS untuk mengisi aquifer bebas, sehingga air dapat dikendalikan
dan dimanfaatkan seoptimal mungkin.
Skenario teknik konservasi tanah dan air dalam kajian ini ada empat 4 skenario yang diterapkan pada lokasi yang sama, yaitu pada penggunaan lahan
PLK, PLKC dan permukiman pada kelas lereng 15 Gambar 6.1. Penggunaan skenario konservasi tanah dan air pada lokasi yang sama dimaksudkan agar respon
hidrologi yang terjadi untuk masing-masing skenario tidak terpengaruh oleh perbedaan luasan, kemiringan, jenis tanah dan tutupan lahan, tetapi semata-mata
hanya dipengaruhi oleh perbedaan skenario konservasi tanah dan air.
72
Gambar 6.1. Peta lokasi penerapan skenario konservasi tanah dan air
Skenario praktek konservasi terhadap aliran permukaan
Hasil simulasi skenario praktek konservasi yang dicobakan, yaitu agroforestri, pembuatan teras guludan, pembuatan kolam retensi, penanaman strip
rumput dan kombinasi penanaman strip rumput dengan pemberian mulsa sisa tanaman telah mampu menurunkan jumlah aliran permukaan. Besar aliran
permukaan setelah penerapan teknologi konservasi tanah dan air tersebut secara rinci disajikan pada Tabel 6.5.
Tabel 6.5. Nilai respons hidrologi DAS untuk masing-masing praktek konservasi
Skenario Curah
Hujan mm
Direct Run off
mm C
DRO
Selisih Direct
Runoff Base
flow mm
Hasil Air
mm Hasil
Air Selisih
Hasil Air
Skenario-1 3169.9 1285.2
40.5 218.7
1503.3 47.4
Skenario-2 3169.9 1109.4
35.0 -13.7
325.0 1434.2
42.7 -9.9
Skenario-3 3169.9 1021.8
32.2 -20.5
445.9 1467.6
41.7 -12.0
Skenario-4 3169.9 914.8
28.8 -28.8
557.4 1472.2
41.4 -12.7
Sumber: Hasil Analisis Tahun 2015
73
Tabel 6.6. Respon aliran permukaan RO, aliran permukaan langsung DRO, aliran dasar BF dan hasil air W
yld
masing-masing skenario konservasi DAS
Komponen Hidrologi
Satuan Bulan
2010 Jan
Peb Mrt
April Mei
Juni Juli
Agt Sept Okt Nov
Des Skenario-1
C. Hujan mm 441.5 341.9
358 341.3 285.1 104 43.3 54.9 142.3 277.5 333.2 447.0 3169.9
RO mm
108.7 92.7 72.1 71.9 42.2 9.3
3 2.5 9.3 61.7 76.7 96.9 646.8 CRO
24.6 27.1 20.1 21.1 14.8 8.9
6.9 4.6 6.5 22.2 23.0 21.7 20.4 DRO
mm 197.9 163.7
147 147.5 106.1 39.4 17.9 12.4 29.9 103 139.2 181.4 1285.2
CDRO 44.8 47.9 41.1 43.2 37.2 37.9 41.3 22.6 21.0 37.1 41.8 40.6 40.5
BF mm
23.6 23.5 26.1 26.7 24.1 19.4 13.9 8.8 6.6 9.3 15.6 21.0 218.7
Wyield mm
220.8 187.6 173.1 174.2 130.7 58.9 31.8 21.2 36.5 111.3 155.1 202.1 1503.3 50.0 54.9 48.4 51.0 45.8 56.6 73.4 38.6 25.7 40.1 46.5 45.2 47.4
Skenario-2 C. Hujan mm
441.5 341.9 358 341.3 285.1
104 43.3 54.9 142.3 277.5 333.2 447 3169.9
RO mm
76.4 63.7 49.9 50.4 26.7 5.6
1.7 1.5 6.2 40.1 51.2 66 439.3
CRO 17.3 18.6 13.9 14.8
9.4 5.4
3.9 2.7 4.4 14.5 15.4 14.8 13.9 DRO
mm 169 138.8 128.7
130 93.5 37.2 17.2 11.7 27.2 83.5 117.6 155 1109.4
CDRO 38.3 40.6 35.9 38.1 32.8 35.8 39.7 21.3 19.1 30.1 35.3 34.7 35.0
BF mm
31.6 32.7 36.2 37.0 33.9 28.4 22.2 16.6 14.0 17.2 24.3 31.0 325.0 Wyield
mm 200.6 171.4 164.9 167.0 127.4 65.56 39.4 28.3 41.3 100.7 141.9 186.0 1434.5
45.4 50.1 46.1 48.9 44.7 63.0 91.0 51.5 29.0 36.3 42.6 41.6 45.3 Skenario-3
C. Hujan mm 441.5 341.9
358 341.3 285.1 104 43.3 54.9 142.3 277.5 333.2
447 3169.9 RO
mm 68.8 57.4 45.9 46.4 25.2
5.2 1.7 1.5 6.2 35.9 46.1 60.1 400.4
CRO 15.6 16.8 12.8 13.6
8.8 5.0
3.9 2.7 4.4 12.9 13.8 13.4 12.6 DRO
mm 144.9 116.8 108.6 110.0 76.1 45.6 27.9 24.4 39.9 91.7 106.7 128.8 1021.8
CDRO 32.8 34.2 30.3 32.2 26.7 43.9 64.5 44.5 28.1 33.1 32.0 28.8 32.2
BF mm
41.6 43.0 46.6 47.4 44.2 38.4 32.1 26.4 23.8 26.9 34.4 41.4 445.9 Wyield
mm 186.5 159.8 155.2 157.4 120.3
84 60 50.8 63.7 118.7 141.1 170.2 1467.7
42.2 46.7 43.4 46.1 42.2 80.8 138.6 92.5 44.8 42.8 42.3 38.1 46.3 Skenario-4
C. Hujan mm 441.5 341.9
358 341.3 285.1 104 43.3 54.9 142.3 277.5 333.2
447 3169.9 RO
mm 66.7 55.6 44.5
45 24
5 1.6 1.5 5.9 34.3 44.4 58.1 386.5
CRO 15.1 16.3 12.4 13.2
8.4 4.8
3.7 2.7 4.1 12.4 13.3 13.0 12.2 DRO
mm 123.6 95.4 87.5 88.9 75.0 52.9 27.9 30.5 45.7 87.5 87.8 111.4 914.2
CDRO 28.0 27.9 24.5 26.1 26.3 50.9 64.6 55.5 32.1 31.6 26.4 24.9 28.8
BF mm
45.9 52.8 50.9 51.7 48.5 47.3 46.3 40.6 38 41.3 48.8 45.7 557.8
Wyield mm
169.5 148.2 138.4 140.6 123.5 100.3 74.3 71.1 83.7 128.8 136.7 157.0 1472.2 38.4 43.3 38.7 41.2 43.3 96.4 171.5 129.4 58.8 46.4 41.0 35.1 46.4
Keterangan: C. Hujan = Curah hujan, RO= aliran permukaan, C
RO
= koefisien aliran permukaan, DRO= aliran permukaan langsung, C
DRO
= koefisien aliran permukaan langsung, BF= baseflow, Wyield= hasil air.
Sumber: hasil analisis SWAT 2015
74
Praktek konservasi yang dicobakan, baik itu penanaman strip rumput, penanaman strip rumput ditambah pemberian mulsa sisa tanaman, pembuatan teras
gulud ditambah penggunaan mulsa sisa tanaman dan pembuatan teras gulud ditambah penanaman menurut kontur dan pemberian mulsa sisa tanaman yang
dikombinasikan dengan agroforestri mampu menekan aliran permukaan 12.2 sampai dengan 13.9, dan mampu menekan aliran permukaan langsung DRO
28.8 sampai dengan 35.0. Hal ini disebabkan karena pada skenario yang dicobakan mampu menahan aliran permukaan karena adanya guludan atau tanaman
strip rumput yang berfungsi sebagai penghambat aliran air sehingga dapat memberi kesempatan air masuk ke dalam tanah lewat infiltrasi, dan pada gilirannya jumlah
aliran permukaan berkurang. Sedangkan pada praktek konservasi kolam retensi aliran permukaan yang terjadi disalurkan ke kolam retensi untuk dapat
diinfiltrasikan sehingga jumlah aliran permukaan berkurang.
Karakteristik hidrologi bulanan hasil simulasi dengan model SWAT pada masing-masing praktek konservasi tanah dan air yang dicobakan mampu
menurunkan aliran permukaan RO, aliran permukaan langsung DRO, dan menurunkan aliran dasar baseflow dan meningkatkan hasil air water yield Tabel
6.6.
Praktek konservasi efektif menekan aliran permukaan bulanan pada curah hujan yang tinggi. Sedangkan pada curah hujan yang rendah praktek konservasi
dalam mengurangi aliran permukaan kurang efektif. Hal ini terjadi karena aliran permukaan terjadi apabila intensitas hujan melebihi kapasitas infiltrasi, sehingga
pada saat hujan intensitasnya lebih besar dari kapasitas infiltrasi air hujan akan menjadi aliran permukaan.
Aliran permukaan bulanan untuk semua praktek konservasi yang dicobakan nilainya tertinggi terjadi pada bulan Januari dan bulan Nopember, sedangkan aliran
permukaan terendah terjadi pada bulan Juni dan agustus. Hasil air bulanan tertinggi untuk semua praktek konservasi terjadi pada bulan Januari dan bulan Nopember,
sedangkan terendah terjadi pada bulan Agustus dan September. Praktek konservasi secara keseluruhan dapat meningkatkan ketersediaan air, terlihat pada bulan kering
hasil air meningkat dibandingkan dengan kondisi eksisting
Hasil simulasi dengan aplikasi teknik konservasi tanah dan air yang dicobakan, yaitu kombinasi dari dua atau lebih praktek konservasi agroforestri,
pembuatan teras gulud, penanaman strip rumput dan pemberian mulsa sisa tanaman relatif tidak mempengaruhi debit rerata harian, walaupun terjadi penurunan, yaitu
pada kondisi eksisting adalah 9.3 m
3
dtk, setelah adanya praktek konservasi debit rerata harian berkisar 8.1
– 8.4 m
3
dtk. Praktek konservasi mampu menurunkan debit maksimum dan meningkatkan debit minimum, hal ini disebabkan karena
dengan adanya praktek konservasi akan memberi kesempatan air hujan yang jatuh ke permukaan tanah masuk ke dalam air tanah sebagai air infltrasi dan kemudian
akan menjadi aliran lateral, aliran dasar dan sebagian akan meningkatkan kelembaban tanah. Akibatnya pada waktu musim hujan jumlah air yang mengalir
akan semakin berkurang, sedangkan pada waktu musim kemarau karena kelembaban tanah tinggi dan adanya aliran lateral dan aliran dasar akan
meningkatkan jumlah aliran air sungai. Dengan kata lain adanya praktek konservasi fluktuasi debit sungai akan berkurang atau perbandingan debit
maksimum dan debit minimum yang disebut koefisien regim sungai akan menurun. Kondisi eksisting debit masimum dan debit minimum adalah 36.4 m
3
dtk dan 1.8
75
m
3
dtk, setelah adanya praktek konservasi debit maksimum menjadi antara 30.1 –
32.2 m
3
dtk, sedangkan debit minimum menjadi antara 1.8 – 1.9 m
3
dtk atau koefisien regim sungai dari 20.2 menjadi berkisar antara 16.2
– 17.4 Tabel 6.7
Tabel 6.7. Debit rerata Q
av
, debit maksimum Q
max
, debit minimum Q
min
, koefisien regim sungai KRS dan indeks kualitas DAS berbagai praktek konservasi
DAS Kaligarang.
Skenario Q
av
m
3
dtk Q
max
m
3
dtk Q
min
m
3
dtk KRS
Beda KRS
1. 9.3
36.4 1 .8
20.2 0.0
2. 8.4
32.2 1.8
17.4 13.9
3. 8.2
30.1 1.9
16.2 19.8
4. 8.1
30.9 1.9
16.5 18.3
Sumber: hasil analisis data 2015
Penerapan teknik konservasi dengan penerapan agroforestri, pembuatan teras bangku, penanaman strip rumput dan penanaman strip rumput yang diberi
tambahan mulsa jerami sisa tanaman pada penggunaan lahan pertanian lahan kering dan pertanian lahan kering campuran dapat menekan aliran permukaan. Bila dilihat
nilai aliran permukaan pada Sub-sub DAS ternyata teknik konservasi dapat menurunkan aliran permukaan baik itu aliran permukaan maupun aliran permukaan
langsung dari buruk menjadi baik. Secara rinci pengaruh teknik konservasi untuk masing-masing skenario dalam menurunkan aliran permukaan pada masing-masing
Sub-sub DAS dapat dilihat pada Lampiran Tabel 21. Skenario praktek konservasi terhadap prediksi erosi
Hasil simulasi skenario praktek konservasi yang dicobakan, yaitu penanaman strip rumput, penanaman strip rumput ditambah pemberian mulsa sisa tanaman,
pembuatan teras gulud ditambah penanaman menurut kontur dan pemberian mulsa sisa tanaman, agroforestry, pembuatan kolam retensi masing-masing kelerengan
mampu menurunkan prediksi erosi.
Praktek konservasi tanah dan air mempengaruhi besarnya nilai erosi yang terangkut aliran permukaan. Praktek konservasi secara keseluruhan mampu
menurunkan erosi masing-masing berkisar antara 92.1 sampai dengan -87.24. Hal ini disebabkan karena dengan adanya praktek konservasi tersebut akan
mempengaruhi jumlah dan laju aliran permukaan yang terjadi. Semakin baik praktek konservasi akan semakin besar penurunan jumlah dan laju aliran
permukaan, sehingga daya rusak dan daya angkut aliran permukaan juga akan menurun. Menurunnya daya rusak dan daya angkut aliran permukaan akan
menyebabkan jumlah tanah yang tererosi dan yang terbawa oleh aliran permukaan berkurang, karena erosi bersifat selektif Tabel 6.8..
Praktek konservasi tanah berupa teras guludan akan menekan aliran permukaan dan erosi, karena teras gulud akan mengurangi panjang lereng, guludan
berfungsi sebagai dam kecil yang dapat menekan aliran air dan guludan dapat berfungsi sebagai penghambat aliran permukaan yang memberikan kesempataan air
masuk terinfiltrasi ke dalam tanah sehingga jumlah dan laju aliran permukaan
76
berkurang. Berkurangnya jumlah dan laju aliran permukaan akan menurunkan daya rusak dan daya angkut aliran terhadap tanah sehingga erosi akan menurun.
Tabel 6.8. Jumlah prediksi erosi E masing-masing praktek konservasi DAS
Kaligarang Skenario
E tonhathn Etol tonhathn E
Keterangan 1.
324.25 62.4
0.00 E Etol
2. 31.53
62.4 -90.3
E Etol 3.
32.69 62.4
-89.9 E Etol
4. 31.67
62.4 -90.2
E Etol
Sumber: Hasil analisis swat dan pengolahan data 2015
Praktek konservasi penanaman menurut kontur dapat berfungsi sebagai penghambat aliran, menyaring sedimen dan meningkatkan kekasaran permukaan
tanah. Barisan tanaman yang ditanam searah kontur akan memotong aliran permukaan sehingga aliran permukaan akan berkurang dan tanah yang terbawa
aliran permukaan akan diendapkan di depan barisan tanaman sehingga jumlah erosi menurun. Praktek konservasi dengan penanaman strip rumput mempunyai
kemampuan menahan aliran permukaan dan mengurangi daya rusak aliran cukup baik. Hal ini disebabkan karena pada sistem pertanaman strip rumput mempunyai
barisan tanaman yang relatif rapat sehingga dapat menghambat laju aliran permukaan dan menyaring erosi yang terjadi kemudian diendapkan didepan barisan
strip rumput. Kemampuan penanaman strip rumput semakin meningkat bila dikombinasikan dengan pemberian mulsa sisa-sisa tanaman. Pemberian mulsa sisa
tanaman akan mengurangi laju aliran permukaan dan daya rusak akibat peningkatan kekasaran tanah karena adanya hambatan mulsa di permukaan tanah, sehingga
jumlah erosi yang terbawa aliran permukaan berkurang.
Skenario praktek konservasi dari gabungan tindakan konservasi diatas yang paling rendah pengaruhnya dalam menurunkan jumlah erosi meskipun penurunan
jumlah erosi sudah cukup tinggi adalah skenario-3 32.69 tonhatahun, skenario- 4 31.67 tonhatahun, dan yang rendah prediksi erosinya adalah skenario-2 31.53
tonhatahun.
Bila dilihat dari nilai prediksi erosi, ternyata erosi yang dihasilkan untuk praktek konservasi pada skenario-1 kondisi eksisting masih diatas erosi yang
ditoleransikan E E
tol
. Sedangkan untuk skenario yang lain, yaitu skenario-2, skenario-3 dan skenario-4 mempunyai prediksi erosi dibawah erosi yang
ditoleransikan E E
tol
. Berdasarkan nilai KRS dan prediksi erosi maka praktek konservasi skenario 2, 3, dan 4 dapat dipertimbangkan sebagai alternatif
agroteknologi berbasis konservasi tanah dan air berkelanjutan. Penerapan teknik konservasi tanah dan air pada penggunaan lahan PLK, PLKC dan permukiman
dapat menekan erosi. Bila dibandingkan dengan nilai erosi yang ditoleransikan, ternyata teknik konservasi dapat menurunkan erosi sampai dibawah erosi yang
ditoleransikan.
77
Gambar 6.2. Sebaran prediksi erosi DAS Kaligarang pada skenario-1
Gambar 6.3. Sebaran prediksi erosi DAS Kaligarang pada skenario-2
78
Gambar 6.4. Sebaran prediksi erosi DAS Kaligarang pada skenario-3
Gambar 6.5. Sebaran prediksi erosi DAS Kaligarang pada skenario-4
79
Penerapan teknik konservasi agroforestri, penanaman strip rumput dengan kolam retensi, penanaman strip rumput ditambah pemberian mulsa sisa tanaman,
pembuatan teras gulud dengan penanaman menurut kontur yang diberi mulsa sisa tanaman dapat menurunkan prediksi erosi. Hasil simulasi model SWAT pada
kondisi eksisting skenario-1 sub DAS yang mempunyai nilai prediksi erosi lebih kecil dari erosi yang ditoleransikan E E
tol
adalah sub DAS nomor 1, 2 dan 19 dengan luasan 3.4 luas DAS 660 ha, sedangkan lainnya 96.6 luas DAS
18978 ha mempunyai prediksi erosi lebih besar dari erosi yang di toleransikan E E
tol
, yaitu pada sub DAS nomor 3 – 18 dan sub DAS nomor 20 – 27 Gambar
6.2.. Penerapan teknik konservasi skenario-2 merubah sub DAS yang mempunyai prediksi erosi lebih kecil dari erosi yang ditoleransikan menjadi bertambah 82.61
luas DAS = 16044 ha, yaitu terjadi pada sub DAS nomor 1 - 10, nomor 12 – 16,
18 dan nomor 20 – 27, sedangkan sub DAS nomor 11, 17, dan 19 mempunyai erosi
lebih besar dari erosi yang ditoleransikan adalah 17.4 luas DAS 3374 ha Gambar 6.3.. Penerapan teknik konservasi skenario-3 luas sub DAS yang
mempunyai prediksi erosi lebih kecil dari erosi yang ditoleransikan meningkat menjadi 75.8 luas DAS 14727 ha, yaitu terjadi pada sub DAS nomor 1 - 10,
nomor 12, nomor 14
– 16, nomor 18 dan nomor 20 – 27. Sub-sub DAS yang mempunyai prediksi erosi lebih besar dari erosi yang ditoleransikan adalah 24.2
luas DAS 4691 ha, yaitu terjadi pada sub DAS nomor 11, 13, 17, dan nomor 19 Gambar 6.4.. Penerapan teknik konservasi skenario-4, luas sub DAS yang
mempunyai prediksi erosi lebih kecil dari erosi yang ditoleransikan sebesar 79.2 15380 ha terjadi pada sub DAS nomor 1 - 12, 14 -16, 18, dan nomor 20
– 27. Sedangkan sub DAS yang mempunyai prediksi erosi lebih besar dari erosi yang
ditoleransikan terjadi pada nomor 13, 17, dan nomor 19 20.8 luas DAS = 4038 ha Gambar 6.5..
Simpulan
1. Teknik konservasi tanah dan air yang disimulasikan mampu menurunkan aliran permukaan langsung yaitu dari 40.5 pada kondisi eksisting skenario 1 turun
menjadi 35.0 skenario 2, 32.2 skenario 3, dan 28.8 skenario 4. 2. Teknik konservasi tanah dan air mampu menurunkan nilai koefisien regim
sungai, yaitu dari skenario 1 kondisi eksisting dengan nilai KRS 20.2 menjadi 17.4 skenario 2, 16.2 Skenario 3, dan 16.5 Skenario 4.
3. Teknik konservasi tanah dan air yang disimulasikan mampu menurunkan prediksi erosi dari kondisi eksisting, yaitu skenario 2 sebesar 90.3, skenario 3
sebesar 89.9, dan skenario 4 sebesar 90.2. Prediksi erosi akibat penerapan teknik konservasi tanah dan air untuk skenario 1 kondisi eksisting lebih besar
dari erosi yang ditoleransikan E E
tol
, sedangkan skenario lainnya, yaitu skenario 2, 3 dan 4 mempunyai prediksi erosi lebih kecil dari erosi yang
ditoleransikan E E
tol
. 4. Penerapan konservasi tanah dan air yang dapat dipertimbangkan untuk
diterapkan untuk pengelolaan sumber daya air dalam upaya meningkatkan ketersediaan air skenario 2, 3, dan 4.
80
7. OPTIMASI PRAKTEK PENGELOLAAN PERTANIAN DENGAN PROGRAM TUJUAN GANDA DAS KALIGARANG