BAB I PENDAHULUAN. Daerah aliran sungai (DAS) merupakan suatu wilayah daratan yang berfungsi

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Daerah aliran sungai () merupakan suatu wilayah daratan yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari hujan ke danau atau ke laut secara alami, dimana batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan (Anonim 1, 2009). merupakan sistem alam dengan input air hujan dan output berupa debit dan atau sedimen, sehingga proses yang sedang dan telah terjadi dalam sistem tersebut dapat dievaluasi atau dimonitor (Susanto, 2012; Asdak, 2014) dengan memperhatikan output. Komponen-komponen ekosistem yang terdapat di dalam berupa komponen biotik dan abiotik, baik yang tidak dapat direkayasa maupun yang dapat direkayasa oleh manusia. Bentuk interaksi antarkomponen di dalamnya dapat menentukan kualitas dan fungsi. Oleh karena itu pengelolaan yang baik sangat diperlukan agar fungsi dapat optimal sebagai area konservasi. Permasalahan ekosistem tidak bisa dilepaskan dari pengaruh variasi hujan dan perubahan lahan. Variasi hujan dapat mempengaruhi kuantitas curah hujan sebagai input yang masuk ke dalam wilayah tangkapan (catchment area). Sedangkan perubahan lahan berpengaruh terhadap proses hidrologi selama air terdistribusi dalam sistem. Kerangka konsep

2 yang ditunjukkan oleh gambar 1.1 menunjukkan pengaruh variasi hujan dan perubahan penggunanan lahan terhadap output dalam sistem. Variasi hujan Perubahan lahan Debit sungai Gambar 1.1. Kerangka konsep interaksi antara variasi hujan, perubahan lahan dan debit sungai Sumber : Wei et al (2013) dengan modifikasi Permasalahan ekosistem tersebut dapat dianalisis dengan memperhatikan konsep daur hidrologi yaitu fenomena input, proses dan output. Hujan merupakan salah satu bentuk presipitasi yang menjadi satu-satunya input dalam daur hidrologi di sebuah. Hujan yang terjadi di wilayah Jawa memiliki variasi yang cukup besar karena pengaruh monsun yang ditimbulkan oleh adanya tekanan udara Asia dan Australia (Asdak, 2014; Qian et al, 2010). Qian et al (2010) menyebutkan bahwa pengaruh ENSO (El-Nino Southern Oscillation) di bagian tengah Jawa Tengah dan pesisir selatan cukup kuat sehingga menyebabkan variasi hujan terutama pada bulan Desember-Februari. Curah hujan sebagai komponen input yang alamiah (given) mempunyai peranan yang sangat besar dalam daur hidrologi karena akan didistribusikan sampai menjadi output. Proses daur hidrologi yang terjadi dalam ekosistem tidak dapat dilepaskan dari bentuk dan ukuran (morfometri), morfologi dan lahan. Morfometri dan morfologi merupakan karakteristik statis yang bersifat alamiah permanen sehingga tidak dapat direkayasa oleh manusia, 2

3 sedangkan lahan tergantung pada aktivitas dan intervensi manusia terhadap lahan yang akan mempengaruhi kondisi hidrologi. Perubahan lahan memberikan pengaruh terhadap besar kecilnya output yang berupa debit dan atau sedimen. Curah hujan sebagai input yang terjadi dalam, tidak akan berpengaruh signifikan terhadap fluktuasi output jika fungsi optimal. Namun, perubahan lahan memberikan dampak nyata terhadap output yang ditandai dengan meningkatnya frekuensi kejadian banjir dan kekeringan (Pawitan, 2004). Debit sebagai output dalam daur hidrologi merupakan komponen hidrograf yang sering diperhatikan dalam analisis banjir terutama yang berkaitan dengan karakteristik (Asdak, 2014). Debit selalu berubah dari waktu ke waktu sesuai dengan besarnya curah hujan dan karakteristik. Fluktuasi debit menjadi faktor yang efektif untuk mendiagnosa input dan proses distribusi air selama berada di daerah tangkapan. Penelitian ini berusaha mengaitkan permasalahan daur hidrologi mulai input, proses dan output. Keterkaitan antara input, proses dan output tidak bisa dipisahkan karena daur hidrologi merupakan kesatuan sistem yang holistik. Bogowonto merupakan salah satu yang masuk dalam daftar prioritas yang perlu segera ditangani karena sangat mendesaknya permasalahan pengelolaan sebagaimana termaktub dalam Keputusan Menteri Kehutanan RI Nomor SK.328/Menhut-II/2009. Pemilihan objek penelitian di Bogowonto didasarkan pada karakteristik Bogowonto yang unik yaitu hampir setiap musim kemarau terjadi kekeringan, sedangkan setiap musim hujan hampir selalu 3

4 terjadi banjir. Berdasarkan kaidah keseimbangan, kekeringan dan banjir memang merupakan dua permasalahan hidrologi yang saling berkaitan dan kedatangannya susul-menyusul (Maryono, 2005; Susanto, 2012). Oleh karena itu dilakukan penelitian berjudul Analisis Hubungan Curah Hujan dan Penggunaan Lahan terhadap Koefisien Runoff, Curve number dan Indeks Kekeringan dengan mengambil wilayah penelitian di sebagian Bogowonto Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini antara lain : a. Memodelkan fenomena ENSO terhadap variasi hujan tahun b. Mengkaji dampak variasi hujan dan perubahan lahan terhadap curve number dan koefisien runoff c. Mengkaji potensi kekeringan dengan indeks aliran dasar dan indeks kekeringan 1.3. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini antara lain : a. Dapat menjelaskan hubungan fenomena ENSO terhadap variasi hujan yang terjadi di sebagian Bogowonto sehingga ada antisipasi sejak dini mengenai dampak el-nino dan La-Nina yang menyebabkan kekeringan maupun banjir b. Dapat menjelaskan hubungan variasi hujan dan lahan di sebagian Bogowonto terhadap potensi banjir dan kekeringan melalui 4

5 koefisien limpasan langsung, nilai CN, indeks aliran dasar dan indeks kekeringan sebagai bahan pertimbangan penegelolaan Bogowonto bagian hulu Penelitian Terdahulu Penelitian mengenai dampak variasi curah hujan dan perubahan lahan terhadap respon hidrologi telah banyak dilakukan, terlebih pada dasawarsa ini, yang kemudian dirangkum dalam bentuk tabulasi pada Tabel 1.1. Meskipun belum semua penelitian terdahulu dapat disajikan, namun beberapa penelitian ini dapat dijadikan gambaran mengenai data yang digunakan, metode penelitian, lokasi penelitian dan hasil yang didapatkan Batasan Penelitian Pembatasan dimaksudkan untuk memfokuskan cakupan, sehingga diketahui masalah yang relevan dalam lingkup penelitian. Batasan tersebut antara lain: 1. Wilayah penelitian dibatasi oleh batas hidrologis sesuai dengan daerah tangkapan hujan yang ber-outlet di pos duga air otomatis (PDAO) Pungangan 2. Variabel ENSO dibatasi pada anomali Nino 3,4 dan equatorial SOI 3. Kajian perubahan lahan dilakukan sesuai tahun pengambilan citra landsat, dengan asumsi tidak ada perubahan lahan pada tahun tersebut 5

6 No. Nama Peneliti; Tahun; Judul 1. Hua Guo et al; 2008; Annual and Seasonal Streamflow Responses to Climate and Landcover Changes in the Poyang Lake Basin, China Tabel 1.1 Penelitian-penelitian terdahulu Tujuan Data Metode Lokasi Hasil Penelitian Mengetahui bagaimana hujan, lahan dan perubahan tutupan lahan mempengaruhi variasi tahunan dan musiman hidrologi dan debit sungai DEM, karakteristik tanah,peta tutupan lahan, data hujan dan data debit sungai Membagi dalam unit respon hidrologi (HRU) kemudian ditumpang tindih dengan karakteristik hidrologi, jenis tanah dan air tanah. Menghitung limpasan Langsung masingmasing HRU dengan metode SCS-CN Dilakukan simulasi dengan model SWAT Xinjiang, Perubahan hujan berpengaruh secara dominan terhadap debit tahunan. Peningkatan lahan hutan dari lahan pertanian dapat mengurangi potensi banjir di musim hujan dan kekeringan di musim kemarau. Sebaliknya, pengurangan lahan hutan dapat meningkatkan potensi banjir dan kekeringan 2. Mark D. Tomer dan Keith E. Schilling; 2009; A Simple Approach to Distinguish Land-use and Climate Change Effects on Watershed Hydrology Menyajikan model konseptual menggunakan gabungan antara neraca air-energi (ekohidrologi) sehingga dapat membedakan dampak relatif dari perubahan hujan dan perubahan lahan pada hidrologi Data debit sungai dan data hujan dari USGS masingmasing 70 tahun. Data lahan interval 5 tahun dari Analisis statistik pada masing-masing parameter hidrologi dengan software SAS. Analisis time series dilakukan untuk perubaan lahan Vermillion dan Embarras di Illinois, Raccoon di Iowa, serta Grand River di Missouri dan Iowa selatan, Debit sungai di Midwest meningkat sebagai akibat dari perubahan hujan dan perubahan tutupan lahan pertanian. Perubahan hujan berpengaruh dua kali lebih besar, terutama sejak 1970-an ketika perubahan lahan di dominan sebagai lahan pertanian. Perubahan hujan meningkatkan debit di Midwest, juga telah meningkatkan kerentanan nutrisi karena kehilangan tanah sehingga menurunkan kualitas air dan oksigen di Teluk Meksiko

7 Amerika Serikat 3. Zhi Li et al; 2009; Impact of Land Use Change and Climate Variability on Hydrology in an Agricultural Catchment on the Loess Plateau of China mengukur dampak perubahan lahan dan variabilitas hujan terhadap hidrologi permukaan (runoff, kadar air tanah dan evapotranspirasi) di Heihe di Loess Plateau. DEM, jenis lahan dari model SWAT, jenis tanah, data hujan, dan data debit sungai Menggunakan model SWAT dengan empat kombinasi time series untuk simulasi Heihe di dataran tinggi Loess, Variabilitas hujan berpengaruh lebih signifikan terhadap hidrologi permukaan dari pada perubahan lahan di Heihe pada Qiu Guo-yu et al; 2012; Impact of Climate and Land-use Change on Water Security for Agriculture in North China Mengembangkan model kuantitatif pada kejadian perubahan hujan dan lahan, serta menghitung kontribusinya terhadap kekeringan DEM; Citra lahan; data meteorology; data hidrologi Simulasi perubahan hujan dengan skenario perubahan lahan serta perubahan lahan dengan skenario perubahan hujan menggunakan model SWAT. Jinghe, Kekeringan yang menyebar luas di China utara disebabkan oleh perubahan lahan yang meluas dan perubahan hujan yang cepat. Pada studi kasus Jinghe, dampak perubahan hujan terhadap debit sungai dan limpasan menurun sedangkan dampak lahan meningkat dalam empat dekade terakhir 7

8 5. Ida Narulita dan M. Djuwansah; 2012; Korelasi antara Fenomena ENSO, Distribusi Hujan dan Tutupan Lahan dengan Air Larian :Studi Kasus Cekungan Bandung Memahami pengaruh fenomena ENSO, curah hujan, dan perubahan tutupan lahan yang diduga sebagai penyebab perubahan rezim hidrologi di Cekungan Bandung Data debit harian; data curah hujan bulanan; DEM; citra lahan; Indeks Nino 3,4 Analisis statistik pada masing-masing variabel. Aliran rendah dipisahkan menggunakan teknik pemisahan kontinyu. Indeks tutupan lahan didapatkan dari metode CN. Fenomena ENSO didapatkan dari indeks Nino 3,4 Cekungan Bandung, bagian hulu Daerah Aliran Sungai Citarum, Indonesia Pengaruh fenomena hujan global dengan fluktuasi limpasan langsung ditunjukkan dengan korelasi antara keduanya sebesar 0,63. Pengaruh curah hujan pada fluktuasi limpasan Langsung sebesar 0,84. Korelasi tertinggi terjadi pada bulan Oktober November dan Desember. Sementara fluktuasi air larian berkorelasi dengan indeks tutupan lahan sebesar 0, Z. Liu et al; 2012; Land Use and Climate Changes and their Impacts on Runoff in the Yarlung Zangbo River Basin, China Mengetahui dampak dari lahan dan perubahan hujan terhadap limpasan menggunakan karakteristik hidrologi pada musim dingin dan musim panas. Data hidrologi; data debit pada 4 stasiun pencatatan; data meteorologi dari 15 stasiun; Citra lahan Analisis spasial menggunaan software arcgis. Analisis statistic terhadap hujan, temperature dan runoff dengan tes nonparametrik Yarlung Zangbo, Dampak lahan dan perubahan hujan terhadap limpasan memiliki efek yang berbeda tergantung pada daerah dan musim. Pada musim dingin, perubahan hujan jelas mempengaruhi limpasan terhadap daerah yang mengalami curah hujan. Evapotranspirasi menyumbang sekitar 80 persen dari perubahan limpasan, sedangkan perubahan lahan memiliki dampak terbesar terhadap perubahan limpasan pada daerah yang memiliki hubungan tidak konsisten antara limpasan dan perubahan hujan. 8

9 7. Yanhu He at al; 2013; Effect of Land Use and Climat Change on Runoff in the Dongjiang Basin of South China Mengidentifikasi peran yang disebabkan oleh perubahan lahan dan perubahan hujan pada perubahan limpasan, Membandingkan antara efek independen lahan dan perubahan hujan di empat sub- Data hujan series yang meliputi curah hujan, evaporasi, dan suhu tahun pada 21 stasiun hujan. Runoff bulanan dari 4 stasiun tahun Landsat TM tahun 1980 dan 2000, DEM dan peta tipe tanah Analisis statistik Mann-Kendall test untuk tren data time series. Memodelkan Hujan- Runoff dengan SCS- CN Analisis dampak masing-masing dari perubahan lahan dan perubahan hujan terhadap runoff Dongjiang, Variabilitas curah hujan selama 50 tahun mengalami peningkatan meskipun tidak signifikan, sedangkan suhu mengalami peningkatan signifikan dan evaporasi mengalami penurunan tren. Perubahan penggunana lahan secara signifikan terjadi sejak tahun 1980 sehingga menyebabkan peningkatan runoff, meskipun dengan kondisi hujan yang sama/tetap Perubahan lahan (termasuk aktifitas manusia) dan perubahan hujan secara bersamaan berpengaruh terhadap runoff masing-masing sebesar 50%. Sedangkan pengaruh perubahan lahan secara independen terhadap runoff sebesar 20%-30%, 8. Dyah Marganingrum, dkk; 2013; Dampak Variabilitas Hujan dan Konversi Lahan terhadap Sensitivitas Debit Aliran Sungai CItarum Menentukan sensitivitas aliran sungai Citarum terhadap perubahan hujan dan konversi lahan Data hujan, debit di pos nanjung dan pos Saguling serta lahan Analisis statistik dan analisis tren time series (kecenderungan) untuk hujan, debit dan perubahan lahan. Cekungan Bandung, bagian hulu Daerah Aliran Sungai Citarum, Jawa Perubahan lahan memberikan pengaruh terhadap perubahan hujan serta memberikan dampak terhadap perubahan debit aliran sungai secara langsung 9