22 Tabel 1. Karakteristik saluran terbuka untuk menentukan nilai kekasaran Manning
berdasarkan Chow 1959 Nilai kekasaran Manning
No Karakteristik saluran
Rata-rata Range
1 Sudah dikeruk atau digali
a. Terpelihara, lurus dan seragam
b. Terpelihara, berkelok dan tidak seragam
c. Tidak terpelihara dan banyak tanaman liar
0,025 0,035
0,075 0,016 – 0,033
0,023 – 0,05 0,04 – 0,14
2 Alami
a. Sedikit tanaman dan berbatu b. Banyak pohon dan berbatu
0,05 0,1
0,025 – 0,065 0,05 – 0,15
Sumber : Neitsch et al., 2005
Lokasi pengamatan karakteristik sungai dapat dilihat pada Gambar 6. Terdapat 39 titik lokasi pengamatan karakteristik sungai yang tersebar pada
lokasi penelitian.
Tahapan Kegiatan Penggunaan model SWAT
Berikut akan diuraikan tahapan penggunaan model SWAT.
1. Penyiapan data
Untuk menjalankan model diperlukan data berupa data spasial peta-peta dan data-data atribut. Peta-peta yang diperlukan oleh model berupa peta DEM,
peta landuse dan peta jenis tanah. Peta-peta tersebut dalam bentuk data raster. Sedangkan data-data yang diperlukan berupa data hasil prediksi maupun data
primer hasil survei di lapangan dan data sekunder hasil studi pustaka, terdiri dari data iklim, data penggunaan lahan, data karakteristik tanah dan data karakteristik
sungai.
23
Gambar 6. Titik lokasi pengamatan karakteristik sungai
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S S
S
S S
S
Ciakan iki
C is
a d
a n
e
Cite mpua
n Cia
nten C
is a
d a
n e
h u
lu Cik
ere tek
cis in
d a
n g
b a
ra n
g
Cim und
e C
ia n
te n
P1 P3
P5 P6
P7 P8
P9 P10
P11 P12
P13 P14
P15 P16
P17 P18
P19 P20
P21 P22
P23 P24
P25 P26 P27
P28 P29
P30 P31
P32 P33
P34 P35
P36
P2 P4
107
107 -6
-6
Keterangan :
S
Titik pengamatan Sungai
Batas DAS
Sumber Peta : DEM SRTM Z_58_14
N
Skala : 1 : 475.000
10000 10000
20000 Meters
24 Tabel 2. Konduktivitas hidrolik efektif tanah pada saluran terbuka berdasarkan
Lane 1983 No
Group material dasar Karakteristik Material
Dasar Konduktivitas
Hidrolik mmjam
1 Kecepatan kehilangan
sangat cepat Tidak ada kerikil dan pasir
dengan ukuran besar 127
2 Kecepatan kehilangan
cepat Sedikit mengandung krikil
dan pasir 51 - 127
3 Kecepatan kehilangan
sedang Campuran krikil dan pasir
dengan kandungan liat- debu rendah
25 -76
4 Kecepatan kehilangan
rendah Campuran krikil dan pasir
dengan kandungan liat- debu sedang
6 -25
5 Kecepatan kehilangan
sangat rendah Campuran krikil dan pasir
dengan kandungan liat- debu tinggi
0,025 – 2,5
Sumber : Neitsch et al., 2005
1 Penyiapan peta input model Penyipan peta input model terdiri dari peta DEM, peta landuse dan
peta tanah. Peta DEM diperoleh dari citra SRTM yang diolah menggunakan bantuan Map Window dan peta landuse diperoleh melalui interpretasi citra
Landsat TM tahun 2005. Sedangkan peta tanah yang digunakan merupakan pata tanah skala tinjau.
Penyiapan peta DEM meliputi kegiatan yang dapat digambarkan pada diagaram berikut :
25
Gambar 7. Digram alir penyiapan peta DEM wilayah penelitian
2 Penyiapan data input model Data-data input model yang merupakan data atribut disiapkan dengan
meng-entry data ke dalam file-file data input SWAT input file yang tersusun dalam format database SWAT yang sudah terintegrasi di dalam MapWindow.
File-file data input beserta fungsi masing-masing dan level file dapat dilihat pada Tabel 3.
Citra SRTM
Clip Grid menentukan wilayah penelitian
Ekspor ke ASCII grid Nilai X dan Y = 90 meter
Konversi proyeksi ke UTM Datum WGS 84 zone 48 S
Peta DEM wilayah penelitian
26 Tabel 3. file-file data input dan fungsinya dalam SWAT
No Nama file
Level Fungsi
1 2
3 4
5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 15
16 17
18
19 20
21 22
23 24
FIG CIO
BSN PCP
TMP
CROP TILL
PEST FERT
URBAN SUB
WGN PND
WUS RTE
WWQ SWQ
HRU
SOL CHM
GW MGT
RES LWQ
DAS DAS
DAS DAS
DAS
DAS DAS
DAS DAS
DAS Sub DAS
Sub DAS Sub DAS
Sub DAS Sub DAS
Sub DAS Sub DAS
Unit lahan
Unit lahan Unit lahan
Unit lahan Unit lahan
Reservoir Reservoir
Mendifinisikan DAS dan parameter- parameternya
Menggambarkan jaringan DAS dan mengontrol file input waktu simulasi
Mengontrol proses fisik pada model Data curah hujan harian
Data temperatur maksimum dan minimum
Database penggunaan lahan dan Pertumbuhan tanaman
Database pengolahan tanah Database pestisida
Database pupuk Database daerah pemukiman
Mengontrol file input sub DAS Statistik generator iklim
Data input untuk danau Data input penggunaan air
Data input saluran utama Data input kualitas air
Data input kualitas air mengalir Mengontrol file ditingkat HRU unit
lahan Data input karakteristik tanah
Data input karakteristik kimia Data input air bawah tanah
Data input pengelolaan lahan Data input reservoir
Data kualitas air reservoir
Sumber : dirangkum dari Neitsch et al., 2005 File-file data input pada level DAS harus dilengkapi sebelum menjalankan
model, sedangkan file-file pada level sub DAS, unit lahan dan reservoir terbentuk setelah prosedur analisis SWAT dijalankan. Pada penelitian ini tidak semua file
input digunakan, khususnya input data yang berhubungan dengan kualitas air. Sedangkan sub file dan jumlah input data untuk masing-masing file-file
data input dapat dilihat pada Tabel 4.
27 Tabel 4. Jumlah input data pada masing-masing file data input dalam SWAT
No Nama file
Sub file Jumlah input data
1 BSN
a. Water balance, surface runoff, reaches
b. Nutriens and water quality c. Basin – wide management
35 37
20
2 WWQ
Water quality 19
3 PCP
5 4
TMP 6
5 SOL
a. soil component b. soil layer
7 13
6 CROP
a. crop type b. hydrological
38 5
7 TILL
4 8
PEST 8
9 FERT
10 10
URBAN a. urban type
b. hydrological 11
6 11
WGN a. weather
b. monly parameter 4
14 2
SUB a. parameter
b. elevation band c. weather adjustment
15 3
4 13
HRU a. parameter
b. pothole parameter 18
5 14
RTE 22
15 GW
13 16
WUS 4
17 CHM
a. soil chemical b. soil pesticide
4 3
18 SWQ
a. Nutrien b. pesticide
17 10
19 MGT
a. general b. operation
18 tabel
20 PND
24 21
RES a. data
b. water quality 21
25 Sumber : dirangkum dari Neitsch et al., 2005
Prosedur input untuk file-file pada level DAS sebagai berikut : 1. File-file PCP dan TMT disusun dalam format microsoft Acces.. File-file ini
disusun menggunakan format yang telah ditentukan oleh model SWAT di mana setiap file terdiri dari 2 bentuk yaitu :
28 a. File berisi lokasi stasiun
Pada file ini terdiri dari judul, id, name, XPR latitude, YPR longitude, dan elevation
b. File berisi besarnya data masing-masing stasiun Pada file ini terdiri dari judul, tanggal dan besarnya data PCP dan TMT.
Sedangkan data hujan, temperatur maksimum-minimum, radiasi matahari dan kecepatan angin untuk membangun file WGN generator iklim,
diatur dalam generator iklim yang diseting dalam input data SWAT Gambar 8. Data yang diperlukan untuk generator iklim adalah :
1 Rata-Rata temperatur udara maksimum harian setiap bulan
o
C 2 Rata-Rata temperatur udara minimum harian setiap bulan
o
C 3 Standar deviasi temperatur udara maksimum harian setiap bulan
o
C 4 Standar deviasi temperatur udara maksimum harian setiap bulan
o
C 5 Rata-rata curah hujan bulanan mm
6 Standar deviasi curah hujan bulanan mm 7 Koefisien skewnes curah hujan bulanan
8 Probabilitas hari basah mengikuti hari kering tiap bulan 9 Probabilitas hari kering mengikuti hari basah tiap bulan
10 Rata-rata jumlah hari hujan tiap bulan 11 Rata-rata curah hujan yang jatuh lebih dari 30 menit tiap bulan
12 Rata-rata radiasi sinar matahari harian tiap bulan MJm
2
hari 13 Rata-rata temperatur titik embun harian tiap bulan
o
C 14 Rata-rata kecepatan angin bulanan tiap bulan mdtk
Gambar 8. Windows pada saat mengisi input generator iklim pada SWAT
29 2. File-file FIG dan CIO terbentuk pada saat membuat projek baru new project.
Gambar 9. menunjukkan windows yang terbuka pada saat menjalankan MWSWAT pada Map Window untuk membuat projek baru.
Gambar 9. Windows pada saat membuat projek baru pada SWAT
3. File BSN diatur pada saat akan menjalankan model. File ini merupakan struktur model dan memerlukan prediksi. Input file BSN terdapat beberapa
masukan yaitu : water balance, surface runoff and reaches Gambar 10.
Gambar 10. Masukan file BSN yang merupakan struktur model
30 a. Water balance, terdiri dari beberapa variabel yaitu :
1 Snofall temperature SFTMP, rata-rata temperatur udara yang menyebabkan hujan menjadi salju. Nilai berkisar antara -5 – 5
o
C. Nilai yang digunakan adalah 1.
2 Snow melt base temperature SMTMP, nilai temperatur udara salju tidak meleleh, berkisar antara -5 – 5
o
C. Nilai yang digunakan adalah 0,5
3 Melt factor for snow on Juni 21 SMFMX, nilai salju meleleh pada tanggal 21 Juni berada pada nilai 1,7 – 6,5 mm H
2
Oday-
o
C. Nilai yang digunakan adalah 4,5.
4 Melt factor for snow on Desember 21 SMFMX, nilai salju meleleh pada tanggal 21 Desember berada pada nilai 1,4 – 6,9 mm H
2
Oday-
o
C. Nilai yang digunakan adalah 4,5. 5 Snow pack temperature lag factor TIMP, faktor penentu nilai
temperatur salju meleleh. Berkisar antara 0,01 – 1. Nilai yang digunakan adalah 1.
6 SNOCOVMX, minimum kandungan air yang bisa menjadi 100 salju. Nilai berkisar antara 0,0 – 1. Nilai yang digunakan 1.
7 SNO50COV merupakan nilai prosentasi dari volume 50 salju yang terjadi. Nilai berkisar antara 0,01 – 0,99. Nilai yang digunakan 0,5.
8 Soil evaporation componsation factor ESCO. Koofesien yang mempengaruhi evaporasi yang dipengaruhi oleh kapiler tanah, lapisan
crusting dan kembang kerut tanah. Nilai berkisar antara 0,01 – 1. Nilai yang digunakan 0,95.
9 EVLAI, indeks area daun yang tidak mempengaruhi evaporasi. Nilai berkisar antara 0 – 10. Nilai yang digunakan 0,95.
10 EPCO, faktor kompensasi yang diambil tanaman untuk transpirasi. Nilai berkisar antara 0,01 – 1. Nilai yang digunakan 1.
11 FFCB, kandungan air tanah sebagai fraksi dari kandungan air kapasitas lapang. Nilai FFCB antara 0,0 – 1,0, nilai yang digunakan 0,0
12 DEPIMP_BSN, kedalaman lapisan kedap air pada masing-masing sub DAS dalam mm. Nilai yang digunakan adalah 0.
31 b. Surface runoff, terdiri beberapa variabel yang perlu diset sebagai berikut :
1 IEVENT, pilihan metode rainfall – runoff – routing. Terdiri dari pilihan daily rainfallcurve number runoffdaily routing,
daily rainfallgreen
Ampt infiltrationdaily
routing, sub-hourly
rainfallgreen Ampt
infiltrationdaily routing,
sub-hourly rainfallgreen Ampt infiltrationhourly routing. Metode yang
digunakan adalah daily rainfallcurve number runoffdaily routing. 2
ICRK, kode berlaku untuk tanah-tanah ordo vertisol. Terdiri dari pilihan not active dan active. Pilihan yang digunakan not active
3 Koefisien surface runoff lag SURLAG, berlaku untuk DAS yang mempunyai time konsentrasi lebih dari satu hari. Nilai ini sebagai
kontrol dari total air yang akan diharapkan masuk ke saluran. Nilai yang digunakan 12.
4 ADJ_PKR merupakan faktor penduga kecepatan untuk sedimen di sub DAS, nilai yang digunakan 1,0.
5 PRF Peak rate adjustment factor, merupakan faktor penduga kecepatan. Nilai bervariasi antara 0.0 – 2.0, nilai yang digunakan 1,0
6 Koefisien transport sedimen CSP, nilai bervariasi antara 0.001 – 0.010. Nilai yang digunakan 0.001.
7 Nilai eksponen transport sedimen sp exp, pada kondisi normal bervariasi antara 1.0 – 2.0. Nilai yang digunakan 1.5.
c. Reaches, variabel-variabel yang diseting adalah 1
IRTE, metode routing channel yang digunakan terdapat dua pilihan yaitu metode variable storage dan metode muskingum. Untuk
penelitian ini digunakan metode variable storage. 2 Transmission losses dari saluran utama yang masuk ke dalam aqifer
TRNSRCH. Nilai variabel ini berkisar antara 0 – 1. Nilai yang digunakan 0.
3 EVRCH, faktor penilaian evaporasi saluran. Nilai berkisar antara 0 – 1, nilai yang digunakan 1.
4. File SOL disiapkan pada database soil Gambar 11. Pada database soil terdapat 7 masukan untuk jenis tanah dan 12 masukan untuk setiap horison
32 pada setiap jenis tanah. Pada penelitian ini hanya digunakan 5 masukan untuk
jenis tanah dan 10 masukan untuk setiap horison.
Gambar 11. Input Database untuk tanah
Lima masukan untuk setiap jenis tanah meliputi : a. SNAM, nama tanah
b. NLAYERS, jumlah horison c. HYDGRP, group hidrologi tanah berdasarkan penamaan kriteria dari SCS
Soil Conservation Service d. SOL_ZMX, kedalaman maksimum perakaran tanaman pada profil tanah
mm. e. TEXTURE, tekstur tanah pada semua lapisan pada profil tanah. Data ini
tidak diproses pada model. Sedangkan 10 masukan untuk masing-masing horison pada profil tanah
adalah sebagai berikut : 1. SOL_Z,
ketebalan setiap
horison pada
profil tanah
dari permukaan tanah mm.
2. SOL_BD, bulk density Mgm
3
atau gcm
3
. 3. SOL_AWC, kapasitas menahan air pada setiap lapisan mm H2Omm
tanah. Pada penelitian ini menggunakan pendekatan tektur tanah Tabel 5.
33 4. SOL_K,
Saturated hydraulic
conductivity mmjam.
Pada penelitian ini menggunakan pendekatan tektur tanah Tabel 6.
Tabel 5. Pendekatan nilai kapasitas menahan air mm H2Omm tanah berdasarkan tektur tanah
Nilai Tekstur
Simbol Range
Rata-rata
Pasir S
0.06-0.08 0.07
P asir ber l e mp ung LS
0.09-0.11 0.10
L empung berpasir SL
0.12-0.14 0.13
Lempung berdebu SiL
0.20-0.22 0.21
Lempung liat berpasir SCL
0.16-0.18 0.17
Lempung L
0.17-0.19 0.18
L empung berliat CL
0.15-0.19 0.17
Lempung liat berdebu SiCL
0.18-0.20 0.19
L iat ber pasir SC
0.16-0.21 0.19
Liat berdebu SiC
0.11-0. 13 0.12
Liat C
0.09-0.11 0.10
Sumber : Guides For Editing Soil Properties, 2005.Ley et al., 1994 dalam Bulut 2005
5. SOL_CBN, kandungan bahan organik tanah berat tanah. 6. CLAY, kandungan liat tanah berat tanah.
7. SILT, kandungan debu tanah berat tanah. 8. SAND, kandungan pasir tanah berat tanah.
9. ROCK, kandungan fraksi batuan berat tanah. 10. K_USLE, nilai erodibilitas tanah menurut USLE m
3
- ton cm
Hasil survei lapangan dan analisis sifat fisika – kimia terhadap tanah-tanah yang terdapat pada DAS Cisadane dapat dilihat pada Lampiran 2.
34 Tabel 6. Pendekatan nilai satured hidrolic conductivity mmjam berdasarkan
tektur tanah
Nilai Tekstur
Simbol Range
Rata-rata
Pasir S
152.40-508.10 330.25
P asir ber l e mp ung LS
152.40-508.10 330.25
L empung berpasir SL
50.80-152.40 101.60
Lempung berdebu SiL
15.20-50.80 33.00
Lempung liat berpasir SCL
5.10-15.20 10.15
Lempung L
15.20-50.80 33.00
L empung berliat CL
5.10-15.20 10.15
Lempung liat berdebu SiCL
5.10-15.20 10.15
L iat ber pasir SC
1.50-5.10 3.3
Liat berdebu SiC
1.50-5.10 3.3
Liat C
1.50-5.10 3.3
Sumber : Guides For Editing Soil Properties, 2005.Ley et al., 1994 dalam Bulut 2005
5. Karakteristik penggunaan lahan yang ada di wilayah penelitian dilakukan pendekatan dengan input file yang diperlukan dalam model dengan
menggunakan database yang telah disediakan SWAT yang terdapat dalam file CROP dan URBAN dengan melakukan koreksi terhadap nilai leaf areal index
LAI, kekasaran mannings n, curva number menurut SCS cn dan nilai pengelolaan tanaman menurut USLE C disesuaikan dengan kondisi yang ada
di wilayah penelitian. Pendekatan yang dilakukan dapat dilihat pada Lampiran 3. dengan melakukan modifikasi terhadap beberapa parameter input yaitu leaf
areal index LAI, kekasaran mannings n, curva number menurut SCS cn dan nilai pengelolaan tanaman menurut USLE C. Perubahan beberapa
paramater disesuikan dengan hasil survei lapangan.
Pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap keberadaan danau dan reservoir berdasarkan skenario rencana pengelolaan DAS yang akan dilakukan,
sehingga perlu memperhatikan file input pada PND dan RES.
35 1. Parameter yang diperlukan dalam input pada PND terdiri dari :
a. PND_FR, bagian dari sub DAS yang mengalir ke danau. Nilai berkisar antara 0 – 1.
b. PND_PSA, luas dari danau ha. c. PND_PVAL, volume air dari danau ketika volume terendah 10
4
m
3
H
2
O d. PND_ESA, luas dari danau ketika jumlah air maksimum ha
e. PND_EVAL, volume air dari danau ketika volume tertinggi 10
4
m
3
H
2
O f.
PND_VOL, volume air semula dari danau 10
4
m
3
H
2
O g. PND_SED, konsentrasi sedimen semula dari danau mgl
h. PND_NSED, konsentrasi sedimen keseimbangan dari danau mgl i.
PND_K, konduktivitas hidrolik pada dasar danau mmjam. 2. Parameter yang diperlukan dalam input pada RES terdiri dari :
a. MORES, bulan reservoir mulai beroperasi b. IYRES, tahun reservoir mulai beroperasi
c. RES_ESA, luas area dari reservoir ketika volume air maksimum ha d. RES_EVAL, volume air dari reservoir ketika volume tertinggi 10
4
m
3
H
2
O e. RES_PSA, luas area dari reservoir katika volume air terendah ha
f. RES_PVAL, volume air dari reservoir ketika volume terendah 10
4
m
3
H
2
O. g. RES_SED, konsentrasi sedimen semula dari reservoir mgl
h. RES_NSED, konsentrasi sedimen keseimbangan dari reservoir mgl i.
RES_D50, rata-rata partikel sedimen di reservoir μm. Jika tidak diisi
model akan menyeteng nilai 10. j.
PND_K, konduktivitas hidrolik pada dasar reservoir mmjam.
Peta sebaran situ pada DAS Cisadane dan lokasi resorvoir dapat dilihat pada Gambar 12.
36
Gambar 12. Peta lokasi situ dan reservoir pada DAS Cisadane
2. Skenario Perencanaan Pengelolaan DAS
