Aplikasi sistem informasi geografis dan model AGNPS dalam pendugaan aliran permukaan, erosi dan sedimentasi di sub Das Cihoe, Kabupaten Bogor

APLIKASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS
DAN MODEL AGNPS DALAM PENDUGAAN
ALIRAN PERMUKAAN, EROSI, DAN SEDIMENTASI
DI SUB DAS CIHOE KABUPATEN BOGOR

KRISTIANASARI

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

APLIKASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS
DAN MODEL AGNPS DALAM PENDUGAAN
ALIRAN PERMUKAAN, EROSI, DAN SEDIMENTASI
DI SUB DAS CIHOE KABUPATEN BOGOR

KRISTIANASARI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Kehutanan pada
Departemen Manajemen Hutan

DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006

Judul Skripsi

: Aplikasi Sistem Informasi Geografis dan Model AGNPS dalam
Pendugaan Aliran Permukaan, Erosi, dan Sedimentasi Di Sub
DAS Cihoe Kabupaten Bogor

Nama

: Kristianasari

NIM

: E14101058

Program Studi : Manajemen Hutan

Disetujui,
Dosen Pembimbing

Dra. Nining Puspaningsih, MS
NIP: 131 918 662

Diketahui,
Dekan Fakultas Kehutanan
Istitut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, MS
NIP: 131 430 799

Tanggal Lulus: 2 Maret 2006

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas
berkat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir.
Tugas akhir tersebut merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan pada Departemen

Manajemen

Kehutanan, Fakultas

Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Tugas akhir tersebut berjudul ”Aplikasi
Sistem Informasi Geografis dan Model AGNPS dalam Pendugaan Aliran
Permukaan, Erosi, dan Sedimentasi Di Sub DAS Cihoe Kabupaten Bogor”.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Keluargaku tercinta (Ibu, bapak, simbah, kakak dan adik-adikku) atas kasih
sayang, doa, dan nasehatnya
2. Mbak Mel atas dorongan, dan bantuan baik materil maupun spirituil.
3. Dra. Nining Puspaningsih, MS atas bimbingan, arahan dan nasehatnya
4. Dr. Ir. Lilik Budi Prasetyo, M.Agr dan Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc atas

saran dan nasehatnya
5. Mas Iman, Santi, dan Novi atas bantuan dan saran
6. Didi atas segala bantuan dan kerjasamanya
7. Nunu, Yanie, dan Pe2n atas dukungan dan bantuannya
8. Rekan-rekan Lab. Inventarisasi Hutan (ani, priyo, ajay, ewing, jupri, uki dan badut)
tetap semangat
9. Buat rekan-rekan seperjuangan Angkatan ’38 khususnya MNH ’38 atas
bantuan dan dorongannya
Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun
pembacanya.

Bogor, Maret 2006

Penulis

DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cilacap pada tanggal 5 Oktober
1982, dari pasangan Edy Purwanto dan Nurhayati Suci Ningsih.
Penulis merupakan anak keempat dari enam bersaudara.
Pendidikan formal yang pernah dillakukan penulis yaitu

SMAN 11 Yogyakarta lulus tahun 2000. Pada tahun 2001 penulis
diterima di Institut Pertanian Bogor dengan Program Studi Manajemen Hutan,
Departemen Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan.
Selama kuliah penulis aktif di organisasi Forest Manajemen Student Club
(FMSC) tahun 2002 - 2003 dan organisasi Rimbawan Pecinta Alam (RIMPALA)
tahun 2001-2003. Penulis juga pernah melaksanakan Praktek Pengenalan Hutan
di KPH Garut, serta Praktek Pengelolaan Hutan di KPH Kuningan pada tahun
2004. Pada tahun 2005 penulis mengikuti Praktek Kerja Lapang (PKL) di
IUPHHK PT. Andalas Merapi Timber di Kabupaten Solok Selatan, Propinsi
Sumatera Barat.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian
dengan judul “Aplikasi Sistem Informasi Geografis dan Model AGNPS dalam
Pendugaan Aliran Permukaan, Erosi, dan Sedimentasi Di Sub DAS Cihoe
Kabupaten Bogor” dibawah bimbingan Dra. Nining Puspaningsih, MS.

RINGKASAN
KRISTIANASARI. Aplikasi Sistem Informasi Geografis dan Model AGNPS dalam
Pendugaan Aliran Permukaan, Erosi, dan Sedimentasi Di Sub DAS Cihoe
Kabupaten Bogor. Dibimbing oleh NINING PUSPANINGSIH.

Peningkatan jumlah penduduk mengakibatkan terjadinya peningkatan
kebutuhan pangan. Upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan
penyediaan pangan diantaranya dengan meningkatkan intensitas pengelolaan
sumberdaya lahan untuk menghasilkan pangan, melalui usaha pembangunan
sektor pertanian. Kecamatan Cariu dan Kecamatan Sukamakmur yang terletak
pada Kabupaten Bogor mengalami permasalahan dalam pembangunan sektor
pertanian dikarenakan sulitnya pengendalian tata air yaitu kelebihan air pada
musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau. Dalam rangka pengendalian
tata air pada daerah tersebut, Pemerintah Daerah Kabupaten Bogor berencana
akan membangun sebuah situ di sekitar daerah tersebut. Daerah Tangkapan Air
(DTA) Cihoe Hulu merupakan daerah tangkapan air yang memasok air ke situ
yang akan dibuat. Sebelum situ tersebut dibangun perlu dilakukan pendugaan
besarnya aliran permukaan, erosi, dan sedimentasi yang terjadi pada DTA Cihoe
Hulu, agar pemanfaatan dan pengelolaan situ lebih optimal dan memiliki umur
efektif lebih lama. Salah satu analisis pemodelan yang dapat diterapkan yaitu
menggunakan model AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model)
dimana pembangkitan data masukan model AGNPS setiap sel menggunakan
Sistem Informasi Geografis (SIG).
Tujuan penelitian tersebut untuk memprediksi besarnya aliran
permukaan, laju erosi, dan sedimentasi, mengetahui parameter model AGNPS

yang berpengaruh secara langsung terhadap keluaran model, dan menentukan
alternatif penggunaan lahan dan tindakan konservasi tanah dan air yang efektif
dalam rangka mengurangi besarnya aliran permukaan, erosi, dan sedimentasi di
DTA Cihoe Hulu.
Penelitian dilakukan pada DTA Cihoe Hulu Sub DAS Cihoe, DAS
Citarum, yang secara administrasi termasuk kedalam Kecamatan Cariu dan
Kecamatan Sukamakmur Kabupaten Bogor Propinsi Jawa Barat. Pengolahan
data dilakukan di Laboratorium Remote Sensing dan Sistem Informasi Geografis
Departemen Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB pada bulan September
sampai dengan November 2005. Tahapan penelitian adalah pengumpulan data,
pengolahan data, analisis keluaran model, analisis sensitivitas model, analisis
skenario dan analisis skenario terbaik. Pengolahan data peta dilakukan dengan
menggunakan perangkat lunak ArcView yaitu: transformasi proyeksi peta,
pembuatan DTA, pembuatan grid, dan penurunan parameter masukan model
Sedangkan pengolahan data curah hujan dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak Rainbow dengan periode ulang 25 tahun.
Keluaran hidrologi model pada kondisi awal (base) dengan nilai masukan
curah hujan sebesar 106.68 mm dan energi hujan intensitas 30 menit sebesar
183.91 m.ton.cm.ha-1.jam-1, menghasilkan volume aliran permukaan pada outlet
sebesar 60.96 mm dan debit puncak aliran permukaan sebesar 120.3 m3/detik.

Sedangkan keluaran sedimen dengan nilai masukan curah hujan sebesar
2 910.43 mm dan energi hujan intensitas 30 menit sebesar 3 320.78
m.ton.cm.ha-1.jam-1, menghasilkan keluaran pada DTA Cihoe Hulu berupa: laju
erosi sebesar 808.44 ton/ha/tahun, total sedimen sebesar 4 752 225 ton/tahun,
dan laju sedimentasi sebesar 503.69 ton/ha/tahun.

Parameter yang berpengaruh terhadap keluaran hidrologi model adalah
curah hujan dan bilangan kurva aliran permukaan. Sedangkan parameter yang
berpengaruh terhadap keluaran sedimen berurutan dari yang paling besar
pengaruhnya adalah: kecuraman lereng, faktor pengelolaan tanaman, energi
hujan intensitas 30 menit, faktor erodibilitas tanah, dan faktor tindakan konservasi
tanah, faktor panjang lereng, faktor koefisien kekasaran permukaan Manning,
curah hujan, dan faktor bilangan kurva aliran permukaan.
Penggunaan lahan pada skenario 4 dan skenario 5 merupakan alternatif
penggunaan lahan yang paling efektif dalam rangka mengurangi besarnya aliran
permukaan, erosi, dan sedimentasi di DTA Cihoe Hulu. Skenario 4 dapat
menurunkan volume aliran permukaan sebesar 8.33%, debit puncak aliran
permukaan sebesar 10.37%, laju erosi sebesar 54.29%, dan laju sedimentasi
sebesar 55.92%. Sedangkan skenario 5 menghasilkan penurunan debit puncak
aliran permukaan sebesar 2.11%, laju erosi sebesar 64.8%, dan laju sedimentasi

sebesar 65.55%.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...............................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................
Tujuan ......................................................................................................

1
2

TINJAUAN PUSTAKA
Daerah Aliran Sungai .............................................................................. 3
Penggunaan Lahan ................................................................................. 3
Aliran Permukaan .................................................................................... 4
Erosi ........................................................................................................ 4
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Erosi ................................................. 5
Pendugaan Erosi ................................................................................... 6
Tingkat Bahaya Erosi ............................................................................... 6
Sedimentasi ............................................................................................. 7
Teknik Konservasi Tanah dan Air ............................................................ 8
Model AGNPS .......................................................................................... 9
Perhitungan dalam Model AGNPS ........................................................... 11
Sistem Informasi Geografis dan Model Hidrologi ..................................... 12
METODOLOGI PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................
Bahan dan Alat ........................................................................................
Metode Penelitian ....................................................................................
Pengolahan Data Curah Hujan .....................................................
Transformasi Proyeksi Peta ..........................................................
Pembuatan Daerah Tangkapan Air .............................................

Pembuatan Sel Model AGNPS .....................................................
Pembangkitan Data Setiap Sel .....................................................
Analisis Keluaran model AGNPS ..................................................
Analisis Sensitivitas ......................................................................
Analisis Simulasi ...........................................................................
Analisis Simulasi Terbaik ..............................................................

14
14
15
15
17
17
17
19
21
21
22
23

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi Penelitian ..............................................................
Luas dan Letak ..............................................................................
Topografi dan Iklim ........................................................................
Tanah.............................................................................................
Penutupan Lahan ..........................................................................
Pembangkitan Data DAS ..........................................................................
Luas dan Jumlah Sel ....................................................................
Curah Hujan dan Energi Intensitas Hujan.....................................
Pembangkitan Data Sel ............................................................................
Nomor Sel, Sel Penerima, dan Arah Aliran...................................
Kecuraman dan Bentuk Lereng ....................................................
Panjang Lereng ............................................................................

24
24
24
25
26
27
27
27
28
28
28
29

Faktor Tindakan Konservasi Tanah (P) ........................................
Faktor Pengelolaan Tanaman (C).................................................
Koefisien Kekasaran Permukaan Manning (N) .............................
Bilangan Kurva Aliran Permukaan (CN) .......................................
Konstanta Kondisi Permukaan (SCC) dan
Faktor Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) ......................................
Tekstur Tanah dan Faktor Erodibilitas Tanah (K) .........................
Indikator Saluran ...........................................................................
Kecuraman Lereng Saluran, Kecuraman Sisi Saluran
dan Panjang Saluran ....................................................................
Analisis Keluaran Model AGNPS .............................................................
Keluaran Hidrologi ........................................................................
Keluaran Sedimen ........................................................................
Analisis Sensitivitas ..................................................................................
Respon Keluaran Hidrologi ..........................................................
Respon Keluaran Sedimen ..........................................................
Analisis Simulasi .......................................................................................
Skenario 1 .....................................................................................
Skenario 2 .....................................................................................
Skenario 3 .....................................................................................
Skenario 4 .....................................................................................
Skenario 5 .....................................................................................
Analisis Simulasi Terbaik ..........................................................................

30
30
31
31
33
33
34
35
35
35
37
41
41
43
45
45
46
48
50
52
53

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ............................................................................................ 55
Saran ..................................................................................................... 55
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 57
LAMPIRAN ....................................................................................................... 59

DAFTAR TABEL
Halaman
1. Kelas tingkat bahaya erosi ..........................................................................

7

2. Masukan dan keluaran model AGNPS ........................................................ 10
3. Nilai masukan tekstur model AGNPS .......................................................... 21
4. Parameter masukan model dalam analisis sensitivitas ............................... 22
5. Penyebaran kemiringan lereng di DTA Cihoe Hulu ..................................... 29
6. Faktor tindakan konservasi tanah (P) pada berbagai
penutupan lahan di DTA Cihoe Hulu ........................................................... 30
7. Faktor pengelolaan tanaman (C) pada berbagai
penutupan lahan di DTA Cihoe Hulu ........................................................... 31
8. Faktor koefisien kekasaran permukaan Manning (N)
pada berbagai penutupan lahan di DTA Cihoe Hulu .................................. 31
9. Bilangan kurva aliran permukaan (CN) pada berbagai
penutupan lahandi DTA Cihoe Hulu ............................................................ 32
10. Faktor konstanta kondisi permukaan (SCC) dan faktor
kebutuhan oksigen kimiawi (COD) di DTA Cihoe Hulu ............................... 33
11. Tekstur tanah dan faktor erodibilitas tanah (K) di DTA Cihoe Hulu ............. 34
12. Keluaran sedimen pada DTA Cihoe Hulu .................................................... 38
13. Penyebaran kelas erosi di DTA Cihoe Hulu ................................................ 38
14. Keluaran sedimen model pada skenario 1 .................................................. 46
15. Keluaran sedimen model pada skenario 2 .................................................. 48
16. Perubahan nilai parameter masukan model pada skenario 3 ..................... 49
17. Keluaran sedimen model pada skenario 3 .................................................. 50
18. Perubahan nilai parameter masukan model pada skenario 4 ..................... 51
19. Keluaran sedimen model pada skenario 4 .................................................. 51
20. Perubahan nilai parameter masukan model pada skenario 5 ..................... 52
21. Keluaran sedimen model pada skenario 5 .................................................. 53

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Peta lokasi penelitian................................................................................... 14
2. Tahapan penelitian ...................................................................................... 16
3. Tahapan pembuatan sel model AGNPS ..................................................... 18
4. Parameter masukan model AGNPS ............................................................ 19
5. Arah aliran pada model AGNPS .................................................................. 20
6. Peta DTA Cihoe Hulu .................................................................................. 24
7. Peta elevasi DTA Cihoe Hulu ...................................................................... 25
8. Peta jenis tanah DTA Cihoe Hulu ................................................................ 26
9. Peta penutupan lahan DTA Cihoe Hulu ...................................................... 27
10. Penyebaran spasial arah aliran DTA Cihoe Hulu ........................................ 28
11. Peta penyebaran kemiringan lereng DTA Cihoe Hulu ................................. 29
12. Peta penyebaran bilangan kurva aliran permukaan DTA Cihoe Hulu ......... 32
13. Peta penyebaran faktor erodibilitas tanah DTA Cihoe Hulu ........................ 34
14. Peta penyebaran volume aliran permukaan DTA Cihoe Hulu ..................... 36
15. Peta penyebaran debit puncak aliran permukaan DTA Cihoe Hulu ............ 37
16. Peta penyebaran erosi DTA Cihoe Hulu ..................................................... 39
17. Peta penyebaran Total sedimen DTA Cihoe Hulu ....................................... 41
18. Sensitivitas parameter model AGNPS terhadap keluaran hidrologi ............ 42
19. Sensitivitas parameter model AGNPS terhadap keluaran sedimen ............ 43
20. Penurunan keluaran model pada berbagai skenario ................................... 54

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Contoh parameter masukan model AGNPS ................................................ 60
2. Nilai erodibilitas tanah untuk 50 jenis tanah di Pulau Jawa ........................ 62
3. Nilai bilangan kurva aliran permukaan (CN) dan konstanta
kondisi permukaan (SCC) pada berbagai penggunaan lahan ..................... 63
4. Nilai faktor pengelolaan tanaman (C) dari berbagai jenis
pertanaman di Indonesia ............................................................................. 64
5. Nilai faktor tindakan konservasi tanah (P) ................................................... 66
6. Nilai faktor kebutuhan oksigen kimiawi (COD) berbagai
penggunaan lahan ....................................................................................... 67
7. Nilai koefisien kekasaran permukaan Manning (N) ..................................... 68

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sumberdaya lahan adalah lingkungan fisik yang terdiri dari: iklim, relief,
tanah, air, dan vegetasi serta benda-benda yang ada diatasnya sepanjang ada
pengaruhnya terhadap penggunaan lahan (Sitorus, 2004). Peningkatan jumlah
penduduk mengakibatkan terjadinya peningkatan kebutuhan pangan. Upaya
yang dapat dilakukan untuk meningkatkan penyediaan pangan diantaranya
dengan meningkatkan pengelolaan sumberdaya lahan untuk menghasilkan
pangan, melalui usaha pembangunan sektor pertanian.
Kecamatan Cariu dan Kecamatan Sukamakmur yang terletak pada
Kabupaten Bogor mengalami permasalahan dalam pembangunan sektor
pertanian khususnya dalam upaya peningkatan produksi pangan, dikarenakan
masih terbatasnya lahan yang beririgasi baik. Hal tersebut dapat dilihat dari
masih tingginya luas sawah tadah hujan yang tersebar diseluruh wilayah dan
penyebaran sawah irigasi terbatas pada daerah sekitar sungai. Masalah utama
yang dihadapi dalam perkembangan sawah tadah hujan dan sawah irigasi
adalah sulitnya pengendalian tata air yaitu kelebihan air pada musim hujan dan
kekeringan pada musim kemarau.
Dalam rangka pengendalian tata air pada daerah tersebut, Pemerintah
Daerah Kabupaten Bogor berencana akan membangun sebuah situ di sekitar
daerah tersebut. Situ dirancang sebagai kolam penampung air hujan dan air
limpasan, air sungai atau air rembesan. Tujuan pembangunan situ adalah
menjamin tersedianya air pada akhir musim penghujan sampai musim kemarau,
sehingga petani dapat meningkatkan intensitas penggunaan lahan sawah dan
pendapatan usaha taninya.
Daerah Tangkapan Air (DTA) adalah suatu wilayah daratan yang
menerima air hujan, menampung dan mengalirkannya melalui satu outlet atau
tempat peruntukannya (Departemen Kehutanan, 1998). DTA Cihoe Hulu
merupakan daerah tangkapan air yang memasok air ke situ yang akan dibuat.
Sebelum situ tersebut dibangun perlu dilakukan pendugaan besarnya aliran
permukaan, erosi, dan sedimentasi yang terjadi pada DTA Cihoe Hulu, agar
pemanfaatan dan pengelolaan situ lebih optimal dan memiliki umur efektif lebih
lama.

Analisis aliran permukaan, erosi, dan sedimentasi dapat dilakukan
diantaranya dengan pendekatan laboratorium, lapangan, gabungan, dan
pemodelan. Salah satu analisis pemodelan yang dapat diterapkan yaitu
menggunakan model AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model)
Model AGNPS merupakan model terdistribusi dengan kejadian hujan tunggal dan
homogen untuk seluruh Daerah Aliran Sungai (DAS). Berdasarkan konsep model
ini diharapkan setiap parameter benar-benar mewakili kondisi biofisik DAS pada
setiap satu-satuan luasnya.
Pembangkitan data masukan model AGNPS setiap sel menggunakan
Sistem

Informasi

Geografis

(SIG).

Penggunaan

SIG

dapat

mengatasi

keterbatasan dari model-model erosi dengan pengumpulan data masukan
manual yang tidak efektif baik dari segi waktu maupun biaya (Olivieri, 1992
dalam Muchlis, 1999). Dengan menggunakan kemampuan SIG dapat dilakukan
analisa data spasial dan membangun parameter-parameter masukan yang
digunakan dalam model hidrologi, sehingga dapat menghemat waktu dalam
pembangkitan parameter-parameter masukan model. Kombinasi antara model
AGNPS dan SIG dapat memberikan informasi tentang aliran permukaan, erosi,
dan sedimentasi pada DTA situ tersebut secara keruangan (spasial), sehingga
pemanfaatan dan pengelolaan situ lebih optimal.
Tujuan
Tujuan dari penelitian tersebut adalah:

1.

Memprediksi besarnya aliran permukaan, erosi, dan sedimentasi di DTA
Cihoe Hulu.

2.

Mengetahui parameter model AGNPS yang berpengaruh secara langsung
terhadap keluaran model yang berupa aliran permukaan, erosi, dan
sedimentasi di DTA Cihoe Hulu.

3.

Menentukan alternatif penggunaan lahan dan tindakan konservasi tanah
dan air yang efektif mengurangi besarnya aliran permukaan, erosi, dan
sedimentasi di DTA Cihoe Hulu.

TINJAUAN PUSTAKA
Daerah Aliran Sungai
Menurut Asdak (1995) DAS adalah suatu wilayah daratan yang secara
topografik dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan
menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai
utama. Wilayah daratan tersebut dinamakan daerah tangkapan air (DTA atau
catchment area) yang merupakan suatu ekosistem dengan unsur utamanya
terdiri atas sumber daya alam (tanah, vegetasi, dan air) dan sumber daya
manusia sebagai pemanfaat sumber daya alam. Sedangkan sub DAS menurut
Departemen Kehutanan (1998) didefinisikan sebagai bagian DAS yang
menerima air hujan dan mengalirkannya melalui anak sungai ke sungai utama,
dimana setiap DAS terbagi habis kedalam sub DAS-sub DAS.
Pengelolaan

DAS

didefinisikan

sebagai

proses

formulasi

dan

implementasi atau program yang bersifat manipulasi sumber daya alam dan
manusia yang terdapat di DAS untuk memperoleh manfaat produksi dan jasa
tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan sumber daya air dan tanah (Asdak,
1995).
Penggunaan Lahan
Menurut Aldrich (1981) dalam Lo (1995) lahan diartikan sebagai material
dasar dari suatu lingkungan (situs) yang diartikan berkaitan dengan sejumlah
karakteristik alami yaitu: iklim, geologi, tanah, topografi, hidrologi, dan biologi.
Sedangkan menurut FAO (1976) dalam Arsyad (2000) lahan diartikan sebagai
lingkungan fisik yang terdiri atas: iklim, relief, tanah, air, dan vegetasi serta benda
yang berada diatasnya sepanjang ada pengaruhnya terhadap penggunaan
lahan. Termasuk didalamnya juga hasil kegiatan manusia baik dimasa lalu
maupun sekarang.
Penggunaan lahan (land use) menurut Aldrich (1981) dalam Lo (1995)
diartikan sebagai aktifitas manusia dalam kaitannya dengan lahan. Sedangkan
Arsyad (2000) berpendapat bahwa penggunan lahan diartikan sebagai setiap
bentuk interfensi (campur tangan) manusia terhadap lahan dalam rangka
memenuhi kebutuhan hidupnya baik materil maupun spiritual. Penggunaan lahan
dikelompokan menjadi dua golongan besar, yaitu; penggunaan lahan pertanian
dan penggunaan lahan bukan pertanian.

Aliran Permukaan
Menurut Linsley et al. (1986) aliran permukaan adalah air yang mengalir
diatas permukaan tanah menuju saluran. Seyhan (1990) berpendapat bahwa
aliran permukaan didefinisikan sebagai bagian limpasan yang melintas diatas
permukaan tanah menuju saluran sungai, hal itu dapat terjadi jika intensitas
curah hujan melebihi laju infiltrasinya. Sedangkan menurut Asdak (1995) aliran
permukaan adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan
tanah menuju ke sungai, danau, dan lautan.
Pada waktu hujan terjadi butir-butir air dengan gaya kinetik yang dimiliki
akibat gaya grafitasi akan menimpa tanah (terutama tanah gundul) dan
memecahkan bongkah-bongkah tanah atau agregat tanah menjadi partikelpartikel yang lebih kecil. Partikel tersebut mengikuti infiltrasi lalu menyumbat poripori tanah. Akibatnya apabila hujan semakin lebat atau berlangsung lebih lama
maka akan terbentuklah aliran permukaan dengan jumlah dan kecepatan
tertentu.
Faktor-faktor yang mempengaruhi aliran permukaan adalah faktor yang
berhubungan dengan iklim dan faktor yang berhubungan dengan karakteristik
DAS. Lama waktu hujan, intensitas dan penyebaran hujan mempengaruhi laju
dan volume limpasan permukaan. Hujan dengan intensitas tinggi akan memiliki
kapasitas infiltrasi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan hujan yang kurang
intensif walaupun curah hujan dari dua kejadian tadi sama besar (Asdak, 1995).
Sedangkan menurut Chow (1964) dalam Seyhan (1990) aliran permukaan
dipengaruhi oleh: jumlah hujan, laju dan distribusi hujan, temperatur lapisan
bawah dan tipe tanah, kemiringan lereng, luas daerah aliran, vegetasi, dan
sistem pengelolaan tanah.
Menurut Seyhan (1990) berdasarkan pengamatan hidrologi hutan selama
bertahun-tahun menunjukan bahwa aliran perrmukaan pada DAS yang berhutan
adalah jarang sekali sebab hutan memiliki fungsi meningkatkan penahan
permukaan, meningkatkan laju infiltrasi (kapasitas serap serasah tinggi) dan
aliran maksimum diharapkan lebih kecil. Laju maksimum aliran permukaan
merupakan proporsional terhadap intensitas curah hujan maksimum.
Erosi
Erosi didefinisikan sebagai peristiwa hilang atau terkikisnya tanah atau
bagian tanah dari suatu tempat yang terangkut ke tempat lain, baik disebabkan

oleh pergerakan air, angin, dan atau es (Rahim, 2000). Sedangkan menurut
Arsyad (2000) erosi merupakan suatu proses pindah atau terangkutnya tanah
atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh sebab-sebab
alami, yaitu air dan angin. Menurut Rahim (2000) di daerah tropis seperti
Indonesia erosi terutama disebabkan oleh air hujan. Erosi timbul apabila aksi
dispersi dan tenaga pengangkut oleh air hujan yang mengalir ada di permukaan
dan atau di dalam tanah. Pukulan air hujan yang mempunyai energi lebih besar
dari pada daya tahan tanah akan menyebabkan terjadinya penghancuran
agregat-agregat tanah yang kemudian akan terbawa oleh aliran permukaan.
Arsyad (1989) menyatakan bahwa erosi digolongkan menjadi dua
golongan utama yaitu erosi normal dan erosi dipercepat. Erosi normal atau erosi
geologi atau yang biasa di sebut erosi alami terjadi dengan laju yang lambat yang
memungkinkan terbentuknya tanah yang tebal. Proses erosi ini menyebabkan
bentuk permukaan bumi. Erosi dipercepat menimbulkan kerusakan tanah akibat
perbuatan manusia mengganggu proses pembentukan dan pengangkutan tanah.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Erosi
Menurut Arsyad (2000) erosi dinyatakan sebagai akibat interaksi kerja
antara faktor-faktor: iklim, topografi, tumbuh-tumbuhan, dan manusia terhadap
tanah yang dinyatakan dalam persamaan:

E = f (i, r , v, t , m )
Dimana,
E : erosi
v : vegetasi

i : iklim
t : tanah

r : topografi
m : manusia

Sedangkan menurut Rahim (2000), Erosi dipengaruhi oleh tiga faktor utama
yaitu: 1) energi, yaitu: hujan, air, limpasan, angin, kemiringan, dan panjang
lereng, 2) ketahanan; erodibilitas tanah, dan 3) proteksi, yaitu: penutup tanah dan
ada atau tidaknya tindakan konservasi.
Pada daerah iklim basah faktor iklim yang mempengaruhi erosi adalah
hujan. Sifat hujan yang sangat penting dalam mempengaruhi erosi adalah energi
kinetik hujan, karena merupakan penyebab pokok dalam penghancuran agregatagregat tanah (Arsyad, 1989). Besarnya energi kinetik hujan bergantung pada
jumlah hujan, intensitas dan kecepatan jatuhnya butir-butir hujan. Sedangkan

kecepatan jatuhnya butir-butir hujan ditentukan oleh ukuran butir-butir hujan dan
angin (Rahim, 2000).
Unsur topografi yang mempengaruhi erosi dan aliran permukaan ada 2
yaitu kemiringan lereng dan panjang lereng. Erosi semakin meningkat apabila
lereng semakin curam atau semakin panjang (Hardjowigeno, 1995). Sedangkan
menurut Schwab et al. (1981) faktor topografi mempengaruhi erosi melalui
derajat kemiringan dan panjang lereng, serta ukuran dan bentuk aliran sungai.
Ketahanan tanah memiliki fungsí ganda yaitu ketahanan terhadap daya dari luar
dan kemampuan tanah untuk menyerap

hujan. Sifat-sifat tanah yang

mempengaruhi erosi antara lain: tekstur tanah, struktur, bahan organik, sifat
lapisan bawah, dan tingkat kesuburan tanah (Arsyad, 1989)
Proteksi berkaitan dengan faktor-faktor yang berhubungan dengan
penutup tanah. Vegetasi penutup tanah yang baik seperti rumput yang tebal atau
rimba yang lebat akan menghilangkan pengaruh hujan dan topografi terhadap
erosi (Arsyad, 2000). Sedangkan manusia merupakan faktor penentu utama
besarnya erosi, sebab manusia sebagai penentu pengusahaan tanah (Rahim,
2000).
Pendugaan Erosi
Pendugaan erosi merupakan alat bantu untuk mengambil keputusan
dalam perencanaan konservasi tanah pada suatu areal sekaligus alat untuk
menilai apakah suatu program atau tindakan konservasi yang diterapkan berhasil
menurunkan laju erosi dari suatu bidang tanah atau DAS (Arsyad, 2000). Metode
yang umum digunakan adalah metode USLE (Universal Soil Loss Equation) yang
dikembangkan oleh Wishmeir dan Smith tahun 1978 (Asdak, 1995). Persamaan
USLE dikembangkan di daerah pertanian Amerika Utara dengan karakteristik
iklim sedang (intensitas hujan umumnya rendah) dan topografi tidak terlalu
bergunung-gunung. Faktor pembatas persamaan USLE adalah: faktor topografi
(geologi), vegetasi, dan meteorologi. Penggunaan persamaan USLE pada
tempat dengan karakteristik iklim dan kondisi biofisik yang berbeda dengan
tempat persamaan dikembangkan perlu dilakukan modifikasi (Asdak, 1995).
Tingkat Bahaya Erosi
Erosi dan sedimentasi adalah respon dari DAS terhadap hujan yang jatuh
diatasnya. Erosi yang terjadi terus menerus akan menyebabkan terjadinya

kerusakan tanah, untuk menghindarinya perlu ditetapkan batasan erosi yang
ditoleransi pada suatu bidang tanah. Penetapan batas tertinggi laju erosi yang
masih dapat dibiarkan atau ditoleransi perlu ditetapkan dan tidak mungkin
menekan laju erosi menjadi nol (Arsyad, 1989).
Tingkat bahaya erosi adalah perkiraan kehilangan tanah maksimum
dibandingkan dengan tebal solum tanahnya pada setiap unit lahan bila teknik
pengelolaan tanaman dan konservasi tanah tidak mengalami perubahan.
Penentuan tingkat bahaya erosi menggunakan pendekatan tebal solum tanah
yang telah ada dan besarnya erosi sebagai dasarnya. Semakin dangkal solum
tanahnya berarti semakin sedikit tanah yang boleh tererosi, sehingga tingkat
bahaya erosinya sudah cukup besar meskipun tanah yang hilang belum terlalu
besar. Kelas tingkat bahaya erosi disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Kelas tingkat bahaya erosi
Kelas Erosi
Kedalaman Tanah

I

II

(cm)

III

IV

V

Erosi (ton/ha/tahun)
< 15

15 - 60

60 - 180

180 - 480

> 480

Dalam

SR

R

S

B

SB

> 90

0

I

II

III

IV

Sedang

R

S

B

SB

SB

60-90

I

II

III

IV

IV

Dangkal

S

B

SB

SB

SB

30-60

II

III

IV

IV

IV

Sangat Dangkal

B

SB

SB

SB

SB

< 30

III

IV

IV

IV

IV

Sumber: Departemen Kehutanan, Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan (1998)
Keterangan:

0 - SR
I-R
II - S

= Sangat Ringan
= Ringan
= Sedang

III - B
IV - SB

= Berat
= Sangat Berat

Sedimentasi
Tanah dan bagian-bagian tanah yang terangkut dari suatu tempat yang
tererosi disebut sebagai sedimen (Arsyad,1989). Sedangkan menurut Asdak
(1995) sedimen adalah hasil proses erosi. Sedimen umumnya mengendap di
bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, saluran sungai, dan
waduk. Sedimen tersebut terbawa oleh suatu aliran yang kemudian diendapkan

di suatu tempat yang kecepatan airnya melambat atau terhenti. Proses tersebut
disebut sedimentasi atau pengendapan (Arsyad, 2000).
Hasil sedimen (sediment yield) yang menyatakan besarnya sedimen yang
berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode
waktu dan tempat tertentu yang biasanya diukur sebagai sedimen terlarut di
sungai atau pengukuran langsung di waduk. Proses sedimentasi memberikan
dampak menguntungkan dan merugikan. Pada tingkat tertentu adanya aliran
sedimentasi

ke

daerah

hilir

dapat

menambah

kesuburan

tanah

serta

terbentuknya tanah garapan baru di daerah hilir. Tetapi aliran sedimen juga
dapat menurunkan kualitas perairan dan pendangkalan badan perairan
(Asdak,1995).
Hasil sedimentasi dapat diukur di sungai tetapi tidak semua sedimen yang
terbawa aliran permukaan akan mencapai outlet. Nisbah Pelepasan Sedimen
(NPS) merupakan salah satu metode prediksi hasil sedimen yang merupakan
nisbah jumlah sedimen yang betul-betul terbawa oleh sungai dari suatu daerah
terhadap

jumlah

tanah

yang

tererosi

dari

daerah

tersebut.

Dimana

persamaannya adalah sebagai berikut:

NPS =

SEDY
EROSI

Keterangan: NPS = Nisbah Pelepasan Sedimen, SEDY = jumlah sedimen total yang
melewati suatu titik tertentu di sungai dan EROSI = jumlah tanah yang
tererosi.

Teknik Konservasi Tanah dan Air
Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengendalikan dan mencegah
erosi, dalam rangka meningkatkan kapasitas infiltrasi tanah, serta mengatur
limpasan permukaan dan menurunkan hasil sedimen dilakukan dengan
pengawetan tanah dan air. Hal itu dapat dilakukan dengan 3 teknik, yaitu: teknik
vegetatif, teknik mekanik, dan teknik kimia (Asdak, 1995).
Teknik vegetatif adalah kegiatan pencegahan erosi dengan penanaman
vegetasi.

Menurut

Rahim

(2000)

vegetasi

memiliki

kemampuan

untuk:

1) menurunkan erosivitas karena adanya intersepsi tajuk dan absorpsi energi air
hujan, 2) mempengaruhi limpasan permukaan, 3) meningkatkan aktifitas biologi
dalam tanah, dan 4) meningkatkan kecepatan kehilangan air karena transpirasi.
Menurut Asdak (1995) disebutkan bahwa vegetasi penutup tanah dengan
struktur tajuk berlapis dapat menurunkan kecepatan air hujan dan menurunkan

debit tetesan air hujan, sehingga erosivitas hujan menurun dan erosi dan
sedimentasi dapat diturunkan.
Menurut

Asdak

(1995)

teknik

mekanik

dinyatakan

sebagai

cara

pencegahan erosi dengan pembuatan bangunan pencegahan erosi (structural
design). Tujuannya adalah untuk mengurangi kecepatan limpasan permukaan
dan volume limpasan permukaan serta kehilangan tanah (erosi) dengan cara
menahan air tetap pada tempatnya atau minimal mengurangi kecepatan
alirannya. Menurut Sitorus (2004) teknik mekanik dalam konservasi tanah dan air
diantaranya: 1) pengolahan tanah (tillage), 2) pengolahan tanah menurut kontur,
3) pembuatan galengan dan saluran menurut kontur, 4) pembuatan teras seperti
teras tangga atau teras bangku dan teras berdasarkan lebar, 5) perbaikan
drainase dan pembangunan irigasi, dan 6) pembuatan waduk, dam penghambat
(chek dam), tanggul dan sebagainya.
Teknik kimia adalah cara pencegahan dengan menggunakan bahan-bahan
kimia pada tanah dalam rangka untuk meningkatkan kemantapan agregat tanah
dan struktur tanah yang stabil agar tidak mudah terdispersi. Menurut Sitorus
(2004) Senyawa kimia tersebut secara umum disebut soil conditioner. Beberapa
jenis soil conditioner yang digunakan adalah: 1) Krilium, yaitu merupakan garam
natrium dari poly acrylonitrile, 2) Polymer tidak terionisasi: Polyvinyl alkohol
(PVA), 3) Polyanion: polyvinyl acetate, 4) polycation: DAEMA- Dimethyl amino
ethyl meta crylate, dan 5) Emulsi Bitumen.
Model AGNPS
AGNPS (Agricultural Non Point Source Pollution Model) merupakan
sebuah program simulasi komputer untur menganalisa limpasan, erosi, sedimen,
perpindahan hara dari pemupukan (Nitrogen dan Pospor) dan COD (Chemical
Oxygen Demand) pada suatu areal pertanian. AGNPS dikembangkan oleh
Robert A. Young, Chares A. Onsad, David D. Bosch, dan Wayne P. Anderson
tahun 1987. Model AGNPS merupakan model terdistribusi dengan kejadian hujan
tunggal dan homogen untuk seluruh DAS. Model ini dikembangkan dengan
membagi DAS menjadi bujursangkar yang seragam, sehingga analisa untuk
setiap sel dapat dilakukan. Dimana setiap sel memiliki parameter masukan dan
keluaran seperti tersaji dalam Tabel 2.

Tabel 2. Masukan dan keluaran model AGNPS
No.

Parameter DAS

Keseluruhan DAS

1

Nama dan keterangan DAS

Nama dan keterangan DAS

2

Luas tiap sel

Luas DAS

3

Jumlah sel

Luas setiap sel

4

Curah Hujan

Curah hujan

5

Energi intensitas Hujan

Energi intensitas hujan

Parameter Sel

Keluaran pada Pelepasan DAS

1

Nomor sel

Volume aliran permukaan

2

Nomor sel penerima

Laju puncak aliran permukaan

3

Arah aliran

Aliran permukaan tiap sel

4

Bilangan kurva aliran permukaan

Sedimentasi (total dan tiap sel)

5

Kemiringan lereng

Hasil sedimentasi

6

Faktor bentuk lereng

Distribusi sedimentasi tiap partikel

7

Panjang lereng

Erosi permukaan

8

Kelerengan saluran rata-rata

Erosi saluran

9

Koefisien kekasaran manning

Jumlah deposisi

10

Faktor erodibilitas tanah

Sedimentasi tiap sel

11

Faktor pengelolaan tanah USLE

Nisbah pengayaan

12

Teknik konservasi tanah

Nisbah pelepasan

13

Konstanta kondisi permukaan

Kandungan N dalam sedimentasi

14

Tekstur tanah

Konsentrasi N

15

Indikator penggunaan pupuk

Jumlah N dalam aliran permukaan

16

Ketersedian pupuk pada permukaan tanah

Kandungan P dalam sedimentasi

17

Point source indikator

Konsentrasi P

18

Sumber erosi tambahan

Jumlah P dalam aliran permukaan

19

Faktor kebutuhan oksigen kimiawi

Konsentrasi COD

20

Indikator impoundment

Jumlah COD

21

Indikator saluran

No.

Menurut Pawitan (1998) dalam Salwati (2004) model AGNPS merupakan
gabungan antara model terdistribusi (distributed) dan model sequensial. Sebagai
model terdistribusi penyelesaian persamaan keseimbangan massa dilakukan
secara serempak untuk semua sel. Sedangkan model sequensial, air dan
cemaran ditelusuri dalam rangkaian aliran di permukaan lahan dan di saluran
secara berurutan.

Kelebihan dari model AGNPS ini adalah: 1) memberikan hasil berupa
aliran permukaan, erosi, sedimentasi, dan unsur-unsur hara yang terbawa dalam
aliran permukaan; 2) membuat skenario perubahan penggunaan lahan;
3) menganalisis parameter yang digunakan untuk memberikan skenario yang
akurat terhadap sifat-sifat DAS. Adapun kelemahan dari model AGNPS ini
adalah: 1) pendugaan aliran permukaan model tidak mengeluarkan output dalam
bentuk hidrograf, sehingga perbandingan antara hidrograf hasil prediksi dengan
hidrograf hasil pengukuran tidak bisa diperlihatkan; 2) waktu respon yang
merupakan indikator untuk menentukan kondisi biofisik DAS tidak dinyatakan
dalam keluaran model.
Perhitungan dalam Model AGNPS
Beberapa persamaan yang digunakan dalam membangun model dalam
Young et al. (1990) adalah:
a. Erosi tanah
Persamaan yang digunakan adalah persamaan Wischmeier dan Scmith
(1978), yaitu:

E = EI x K x L x S x C x P x SSF
Dimana : E = erosi (ton/acre)
EI = energi intensitas hujan (feet.ton.inci/acre)
K = erodibilitas tanah (ton.acre/feet.ton.inci)
SSF = faktor bentuk permukaan tanah

L = faktor panjang lereng
S = faktor kemiringan lereng
C = faktor tanaman
P = faktor pengelolaan tanah

b. Volume aliran permukaan
Volume aliran permukaan dihitung dengan menggunakan persamaan
USDA SCS (1972), yaitu:

RF =

(RL − 0.2 xs )2
RL + 0.8 xs

Dimana: RF = run off (inci)
RL = hujan (inci)
1
S = faktor penahan tanah=
− 10 ;(CN = Curve Number)

CN

c. Kecepatan aliran permukaan

V0 = 10 0.5 x log10 ( S1x100)− SSC
Dimana: V0 = kecepatan aliran permukaan (feet/detik)
SSC = kondisi penutupan permukaan tanah

S1 = kemiringan lereng

d. Kecepatan aliran dalam saluran

⎛ 1.49 ⎞ 0.5 0.667
Vc = ⎜
⎟ x S c x Rh
⎝ n ⎠
Dimana: Vc = kecepatan aliran dalam saluran (feet/detik)
Sc = kemiringan saluran

Rh = radius hidrolik

e. Debit aliran pada saluran

Q = Ac xVc
Dimana: Q = debit (cfs)
Ac = potongan melintang saluran (square feet)
Vc = kecepatan aliran dalam saluran (feet)

f. Puncak aliran permukaan

QP = 8.484 x A 0.7 x S c

0.159

x RF 0.824 A

Dimana: QP = puncak limpasan (cfs)
A = luas areal (acre)
Sc = kemiringan saluran

0.0166

(L

2
c

A x 43560

)

−0.187

RF = volume limpasan
Lc = panjang saluran (feet)

Sistem Informasi Geografis dan Model Hidrologi
Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah sekumpulan yang terorganisir
dari perangkat keras komputer (hardware), perangkat lunak (software), data
geografis (geographic data), dan personal (personnel) yang dirancang untuk
secara efisien merekam (capture), menyimpan (store), memperbarui (update),
memanipulasi (manipulate), menganalisis (analize), dan mendisplai atau
menyajikan (display) semua bentuk informasi yang bereferensi geografis (ESRI,
1995 dalam Jaya, 2003). Menurut Aronoff (1989) dalam Jaya (2003), SIG terdiri
atas 4 kemampuan yaitu: pemasukan data, manajemen data, analisis dan
manipulasi, serta menghasilkan data (output).
Bentuk data dalam SIG terbagi dua yaitu data raster dan data vektor.
Kedua struktur data tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan
data vektor adalah: jumlah memori yang digunakaan lebih sedikit, penampilan
grafik baik, akurasi geometri tinggi, dan obyek digambarkan secara eksplisit
(persis bentuk aslinya). Kekurangan data vektor adalah: pengumpulan data
lambat, analisis keruangan sedang, dan struktur data sangat komplek.
Sedangkan data raster mempunyai ciri yang baik berupa: pengumpulan data
cepat, struktur data sederhana, dan analisis keruangan sangat baik. Kelemahan

raster adalah: memerlukan memori yang sangat besar, akurasi geometri yang
rendah, dan obyek digambarkan secara implisit (Dimyati dan Dimyati, 1998
dalam Zulfikar, 1999).
SIG dapat diaplikasikan dengan model lingkungan misalnya untuk
menganalisis sumber daya alam. Apalagi dewasa ini perkembangan teknologi
komputer semakin pesat, sehingga SIG semakin banyak dimanfaatkan.
Pemanfaatan paket SIG dalam model hidrologi diantaranya untuk menganalisis
DAS

sebagai

sistem

terdistribusi

(distributed

system),

misalnya

untuk

menghubungkan (link) antara tabel dan peta. Untuk mengembangkan integrasi
antara SIG dengan model hidrologi terutama model terdistribusi, SIG digunakan
untuk membangun parameter masukan model. Dimana masukan data model
dapat berasal dari perangkat lunak SIG yang berupa peta integer dimana setiap
sel raster digambarkan oleh angka (Amara dan Van Asch, 1995 dalam Muchlis,
1999).

METODOLOGI PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada DTA Cihoe Hulu Sub DAS Cihoe, DAS
Citarum, yang secara administrasi termasuk kedalam Kecamatan Cariu dan
Kecamatan Sukamakmur Kabupaten Bogor Propinsi Jawa Barat. Pengolahan
data dilakukan di Laboratorium Remote Sensing dan Sistem Informasi Geografis
Departemen Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB pada bulan September
sampai dengan November 2005. Peta lokasi penelitian secara spasial disajikan
pada Gambar 1.

Gambar 1. Peta lokasi penelitian
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian yaitu:
1. Peta Digital Penutupan Lahan Kabupaten Bogor (Hasil klasifikasi citra satelit
SPOT 5 tahun 2003)
2. Peta Digital Kontur Kabupaten Bogor skala 1 : 25 000 (Bakosurtanal, Bogor)
3. Peta Digital Jenis Tanah Kabupaten Bogor (Puslittanak, Bogor)
4. Peta Tanah Semi Detail Bekasi dan Sekitarnya skala 1 : 50 000 (Puslittanak,
Bogor)

5. Peta Digital Jaringan Sungai Kabupaten Bogor (Dinas Pengairan Kabupaten
Bogor)
6. Curah hujan harian selama 7 tahun (1998-2004) stasiun pengukuran hujan
Kecamatan Cariu
Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah seperangkat komputer
dengan program ArcView versi 3.3, AGNPS versi 3.65.3, Rainbow for Window,
dan Microsoft Excel 2003.
Metode Penelitian
Tahapan penelitian yang dilaksanakan dalam penelitian ini adalah:
pengumpulan data, pengamatan lapangan, pengolahan data, analisis keluaran
model, analisis sensitivitas model, analisis simulasi, dan analisis simulasi terbaik.
Tahapan awal penelitian ini adalah pengumpulan data berupa peta dasar dan
data curah hujan. Setelah data terkumpul dilakukan pengamatan dan identifikasi
keadaan lapang untuk mengamati dan mengidentifikasi tutupan lahan, tindakan
konservasi, dan pengelolaan tanaman yang sebenarnya dilapangan. Sedangkan
tahapan dalam pengolahan data berupa: pengolahan data curah hujan, proyeksi
peta, pembuatan Daerah Tangkapan Air (DTA), pembuatan sel model AGNPS,
dan pembangkitan data setiap sel. Tahapan Penelitian selengkapnya disajikan
pada Gambar 2.
Tahapan pengolahan data selengkapnya sebagai berikut:
Pengolahan Data Curah Hujan
Data curah hujan maksimum harian digunakan untuk memprediksi
besarnya aliran permukaan. Pengolahan data curah hujan harian maksimum
selama 7 tahun menggunakan program Rainbow dengan periode ulang 25 tahun.
Hasil keluaran program Rainbow tersebut selanjutnya dirata-rata, sehingga
diperoleh nilai curah hujan harian maksimum rata-rata. Nilai curah hujan harian
maksimum rata-rata tersebut digunakan untuk menghitung nilai energi hujan
intensitas 30 menit (EI30) dengan menggunakan persamaan Bols (1978) yaitu:

2.467 (R )
0.0727 R + 0.725
2

EI 30 =

Dimana: EI30 = energi hujan intensitas 30 menit (m.ton.cm.ha-1.jam-1)
R = curah hujan harian (cm)

ƒ
ƒ
ƒ
ƒ

Data Peta Digital
Kontur
Penutupan Lahan
Jenis Tanah
Jaringan Sungai

Transformasi Proyeksi
Peta

Pembuatan DTA

Pembuatan Sel
Model AGNPS

Data Curah Hujan

Pembangkitan Data
Setiap Sel

Analisis Keluaran
Model AGNPS

Analisis Sensitivitas

Analisis Simulasi

Analisis Simulasi Terbaik

Gambar 2. Tahapan penelitian

Pengamatan
Lapangan

Dalam memprediksi besarnya erosi dan sedimentasi tahunan, digunakan
data curah hujan bulanan untuk menghitung besarnya curah hujan rata-rata
tahunan. Sedangkan nilai energi hujan intensitas 30 menit dihitung dengan
menggunakan data curah hujan bulanan dengan menggunakan persamaan Bols
(1978) yaitu:

EI 30 = 6.199(RAIN )

1.21

Dimana: EI30
RAIN
DAYS
MAXP

(DAYS )−0.47 (MAXP )0.53

= energi hujan intensitas 30 menit (m.ton.cm.ha-1.jam-1)
= curah hujan bulanan (cm)
= banyaknya hari hujan bulanan (hari)
= hujan harian maksimum bulanan (cm)

Transformasi Proyeksi Peta
Penyeragaman proyeksi peta perlu dilakukan agar peta dapat di-overlay
dan dianalisa secara spasial. Penyeragaman proyeksi peta menggunakan
Program ArcView dengan extension Projection Utility Wizard. Proyeksi yang
digunakan adalah UTM (Universal Transver Mercator) dengan datum WGS 84
dan Zone 48S.
Pembuatan Daerah Tangkapan Air
Pembuatan daerah tangkapan air menggunakan program ArcView.
Tahapan pembuatan DTA yaitu:
1). Pemotongan peta kontur pada daerah yang diperkirakan sebagai DTA
dengan didasarkan pada peta jaringan sungai. Pemotongan (clipping) peta
kontur ini dimaksudkan agar proses pengolahan data selanjutnya lebih cepat
dilakukan. Proses pemotongan peta kontur dilakukan dengan menggunakan
extension Geoprocessing Wizard.
2). Pembuatan TIN (Triangulated Irregular Network). Peta kontur yang telah
dipotong selanjutnya dibuat TIN.
3). Pembuatan DEM (Digital Elevation Model). TIN kemudian dibuat grid,
sehingga diperoleh model ketinggian digital (DEM).
4). Pembutan DTA. DEM tersebut kemudian diolah lebih lanjut dengan
mengggunakan extension AV-SWAT 2000, sehingga menghasilkan DTA
(Gambar 3.a)
Pembuatan Sel Model AGNPS
Pembuatan sel dilakukan dengan memanfaatkan Sistem Informasii
Geografis (SIG) dengan program ArcView. Tahapan pembuatan sel AGNPS
adalah:

1) Pembuatan Grid. DTA yang telah terbentuk (Gambar 3.a) dibuat grid
(gridding). Luas daerah penelitian berdasarkan hasil pembuatan DTA seluas
3 863.75 ha, oleh karena itu ukuran grid yang digunakan sebesar 300x300 m
(9 ha). Ukuran grid yang dibuat sesuai dengan ketentuan AGNPS bahwa
DAS yang luasannya lebih dari 2 000 acre (809.36 ha), ukuran sel yang
digunakan maksimum berukuran 40 acre atau16.19 ha (Young et al.,1990).
2) Pembuatan DTA Point. DTA dibuat point dengan menggunakan script
grid2pt.ave, sehingga diperoleh DTA berbentuk point (Gambar 3.b).
3) Pembuatan Sel. DTA yang berbentuk point, selanjutnya dibuat grid kembali
dengan ukuran ya