Sumber Daya Air di DAS Ciliwung:Permasalahan dan Upaya
Mekanisme proses aliran bawah permukaan subsurface runoff generation di wilayah hulu DAS telah menjadi perdebatan sejak tahun 1930-an Dunn 1998, Bonell
1998, McGlynn et al 2002. Penelitian tentang sumberdaya air di DAS berukuran kecil difokuskan dalam kaitannya dengan siklus hidrologi dan transformasi curah
hujan yang melewati kanopi vegetasi yang terinfiltrasi kedalam tanah dan batuan sebagai air bumi groundwater, dan yang masuk kedalam sungai atau danau. Secara
ekologi DAS mikro yang berada di daerah hulu suatu DAS sangat sensitif terhadap perubahan ekosistem karena aktivitas manusia, sehingga dapat dipergunakan sebagai
sistem peringatan dini early warning systems perubahan ekologi. Namun penilaian tentang pengaruh lingkungan terhadap suatu areal yang sensitif sulit diperoleh apabila
tidak ada informasi yang lengkap tentang proses-proses hidrologi, kimia, dan biologi yang komplek dan saling berkaitan Christophersen et al 1994.
Pada umumnya model hujan dan aliran permukaan mensintesis perilaku hidrologi dalam DAS, meskipun demikian ketepatan output sangat tergantung kepada
teknik dan algoritma yang digunakan dalam memisahkan aliran kedalam komponen- komponennya. Selain sebagai kontributor penting terhadap volume aliran sungai,
aliran bawah permukaan juga berperan dalam transpor hara kedalam badan air permukaan McGlynn dan McDonell 2003b. Karena jalur aliran air bawah
permukaan sering menentukan kualitas air kimia, fisik, dan mikrobiologi, maka karakterisasi jalur aliran bawah permukaan dan asal muasal air penting dipelajari
Burns et al 2003. Identifikasi sumber limpasan dalam unit DAS dan memahami jalur aliran penting dalam: a membantu mengembangkan model pengelolaan DAS,
b membantu mengidentifikasi sumber kunci beberapa polutan, c membantu evaluasi tentang pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap kualitas air Ockenden dan
Chappell 2011. Data hidrokimia dapat dipergunakan untuk menduga proporsi limpasan aliran
air yang berasal dari jalur aliran yang berbeda pada waktu yang berbeda Dunn et al 2005. Perbaikan teknik yang tersedia atau pengembangan pendekatan yang lebih
tepat dapat membantu para ahli hidrologi untuk mengevaluasi alternatif rencana pengelolaan air yang berkelanjutan. Dalam beberapa dekade terakhir, beberapa
peneliti memfokuskan penelitiannya untuk menganalisis sumber limpasan source area secara spasial di dalam DAS melalui penggunaan tool End Member Mixing
Analysis EMMA, pemisahan hidrograf berdasarkan perunut dan analisis hidrometrik Inamdar dan Mitchell 2007, Bernal et al 2005, Subagyono et al 2005, Wenninger et
al 2004, McGlynn dan McDonnell 2003a, Burns et al 2001, dan Hangen et al 2001. Beberapa penelitian mengkuantifikasi limpasan dari sumber source yang
berbeda dan menunjukkan kontribusi yang berbeda tergantung kondisi kelembaban yang ada di dalam DAS Burns et al 2001, McGlynn dan McDonnell 2003a.
McGlynn dan McDonnell 2003a mengidentifikasi unit riparian dan hillslope sebagai kontributor utama terhadap aliran DAS di DAS Maimai New Zealand.
Kontribusi riparian cukup besar pada saat kejadian hujan kecil dan pada kondisi awal pada hujan besar, sementara kontribusi lereng terbesar terjadi selama debit puncak
pada kejadian hujan yang besar. Hasil penelitian Hangen et al 2001 di DAS kecil di Black Forest di wilayah Jerman menunjukkan bahwa reservoir di riparian dan lereng
merupakan regulator dari aliran. Penelitian ini menyajikan 3 langkah model proses limpasan yaitu: aliran permukaan, air tanah, dan airbumi groundwater di riparian,
dan interflow di lereng yang semuanya merupakan kontribusi utama aliran di dalam DAS. Bernal et al 2006 mengemukakan bahwa kimia aliran tidak dapat dijelaskan
oleh end member selama musim kemarau. End member menggambarkan karakteristik air yang teridentifikasi dari unit hidrologi atau geologi yang berbeda.
Inamdar dan Mitchell 2007 menggunakan beberapa prosedur analisis seperti hydrometric, geochemical, dan landscape untuk mengkarakterisasi sumber limpasan
dan pengaruh topografi terhadap respon hidrologi. Identifikasi terhadap throughfall, debit airbumi di lereng, dan air di riparian dilakukan dengan menggunakan End
Member Mixing Analysis EMMA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kontribusi dari rembesan airbumi tertinggi terdapat selama terjadinya baseflow, sedangkan
kontribusi dari throughfall meningkat pada saat terjadi peningkatan hidrograf, sementara jumlah air riparian paling besar terjadi pada saat atau setelah mencapai
debit puncak. Mulholland dan Hill 1997 menggunakan pendekatan end member mixing untuk mengevaluasi pentingnya proses biogeokimia dalam aliran di DAS
untuk mengontrol konsentrasi hara di DAS Walker Branch. Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa Ca
2+
dan SO
4 2-
dapat digunakan sebagai perunut konservatif dalam analisis end member mixing untuk mencirikan jalur aliran air dominan di
dalam DAS Mulholland 1993. Ca
2+
dan SO
4 2-
tergolong kedalam perunut lingkungan alami yang dapat dipergunakan untuk menentukan input airbumi
terhadap aliran selama terjadi periode aliran tinggi maupun rendah. Perunut lingkungan dapat terjadi secara alami atau dilepas kedalam suatu
lingkungan karena adanya aktivitas manusia. Yang termasuk kedalam perunut lingkungan yaitu: 1 parameter lapang seperti electrical conductivity atau pH, 2 ion
utama seperti kalsium, magnesium, natrium, chlor, dan bikarbonat, 3 isotop stabil seperti oxygen-18
18
O and deuterium
2
H, 4 isotop radioaktif seperti tritium 3H and radon 222Rn, 5 unsur kimia dalam industri seperti chlorofluorocarbons CFC
and sulphur hexafluoride SF6. Beberapa penelitian telah menggunakan beberapa perunut seperti ion utama, isotop stabil dan istotop radioaktif untuk mempelajari
interaksi antara airbumi dan air permukaan Crandall et al 1999, McCarthy et al 1992, Herczeg et al 2001, Cook et al 2003, Baskaran et al 2004.
Kelebihan perunut lingkungan alami yaitu: 1 berguna untuk mengembangkan pemahaman tentang aliran airbumi di dekat sungai dan memberikan informasi tentang
evolusi airbumi, residence time, atau analisis campuran yang sulit untuk ditentukan, 2 pengukuran perunut lingkungan secara seri waktu sepanjang aliran merupakan tool
berharga untuk mempelajari distribusi aliran airbumi secara spasial. Metode ini lebih cepat dan murah daripada metode fisik seperti: seepage meters atau pengamatan
hidrometrik, terutama jika menggunakan parameter kimia seperti EC atau pH, 3 monitoring secara seri waktu terhadap perunut lingkungan dapat memberikan
informasi perubahan flux seepage di alur air. Pengamatan hidrokimia pada umumnya dilakukan untuk melengkapi data dan analisis hidrometrik, 4 isotop stabil dan
radioaktif dapat digunakan sebagai alat untuk pengamatan pendahuluan atau untuk konfirmasi hasil yang diperoleh dengan metode lain. Deuterium, oxygen-18 dan
radon-222 merupakan isotop yang digunakan untuk mempelajari interaksi airbumi-air tanah.