ANALISIS UNIT RESPON HIDROLOGI DAN KADAR AIR TANAH PADA HUTAN TANAMAN DI SUB DAS CIPEUREU HUTAN PENDIDIKAN GUNUNG WALAT SANDY LESMANA

Transkripsi

1 ANALISIS UNIT RESPON HIDROLOGI DAN KADAR AIR TANAH PADA HUTAN TANAMAN DI SUB DAS CIPEUREU HUTAN PENDIDIKAN GUNUNG WALAT SANDY LESMANA DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Unit Respon Hidrologi dan Kadar Air Tanah pada Hutan Tanaman di Sub DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2014 Sandy Lesmana NIM E

4 ABSTRAK SANDY LESMANA. Analisis Unit Respon Hidrologi dan Kadar Air Tanah pada Hutan Tanaman di Sub DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat. Dibimbing oleh Nana Mulyana Arifjaya. Unit respon hidrologi (URH) merupakan unit analisis yang digunakan untuk mengetahui respon hidrologi pada suatu tutupan lahan, jenis tanah, dan kemiringan lereng. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perilaku debit di Sub DAS Cipeureu dan perbedaan kadar air tanah serta volume aliran permukaan pada tegakan damar (Agathis loranthifolia), puspa (Schima wallichii), dan tusam (Pinus merkusii). Pembentukan unit respon hidrologi menggunakan ekstensi ArcSWAT 2009 pada aplikasi ArcGIS 9.3. Debit di Sub DAS Cipeureu memiliki waktu konsentrasi 1.5 jam dan waktu resesi 12.4 jam dengan rasio debit maksimum 1.79 kali debit minimum. Koefisien aliran permukaan langsung di Sub DAS Cipeureu rata-rata hanya 3.3% setiap kejadian hujan. Analisis kadar air tanah menunjukan URH pada tegakan puspa rata-rata 54.4% pada musim hujan dan 37.5% pada musim kemarau lebih besar dibandingkan URH damar dan tusam masing-masing 52.6% dan 40.5% pada musim hujan serta 34.4% dan 32.0% pada musim kemarau. Aliran permukaan di tegakan puspa lebih besar mm dibandingkan tegakan damar dan lebih besar mm dibandingkan tegakan tusam. Kata kunci: Kadar air tanah, Sub DAS Cipeureu, Unit respon hidrologi ABSTRACT SANDY LESMANA. Analysis of Hydrological Response Unit and Soil Moisture at Plantation Forest at Cipeureu Sub Watershed Gunung Walat Educational Forest. Supervised by Nana Mulyana Arifjaya. Hydrological Response Unit (HRU) it is an unit of analysis used to know the specific hydrological response at land cover, soil, and topographic characteristic. The purposes of this research are to know discharge of Cipeureu Sub Watershed and compare soil moisture and direct runoff at forested area of damar (Agathis loranthifolia), puspa (Schima wallichii), and tusam (Pinus merkusii). ArcSWAT 2009 extension on the application of ArcGIS 9.3 was used to define HRU. Discharge analysis at Cipeureu Sub Watershed result time of concentration 1.5 hours and time of recession 12.4 hours with maximum-minimum discharge ratio is 1.79 times. Cipeureu Sub Watershed have coefficient run off 3.3%. Analysis of soil moisture showed that HRU at puspa 54.4% in rainy season and 37.5% in dry season was greater than HRU at damar and tusam respectively 52.6% and 40.5% in rainy season and 34.4% and 32.0% in dry season. Run off at puspa was greater mm than damar and was greater mm than tusam Keywords: Soil moisture, Cipeureu Sub Watershed, Hydrological Response Unit

5 ANALISIS UNIT RESPON HIDROLOGI DAN KADAR AIR TANAH PADA HUTAN TANAMAN DI SUB DAS CIPEUREU HUTAN PENDIDIKAN GUNUNG WALAT SANDY LESMANA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Manajemen Hutan DEPARTEMEN MANAJEMEN HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

6

7 Judul Skripsi :Analisis Unit Respon Hidrologi dan Kadar Air Tanah pada Hutan Tanaman di Sub DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat. Nama : Sandy Lesmana NIM : E Disetujui oleh Dr. Ir. Nana Mulyana Arifjaya, MSi Pembimbing Diketahui oleh Dr. Ir. Ahmad Budiaman, MScFTrop Ketua Departemen Tanggal Lulus:

8 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2013 ini ialah Analisis Unit Respon Hidrologi dan Kadar Air Tanah pada Hutan Tanaman di Sub DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Nana Mulyana Arifjaya, MSi selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada direksi dan pelaksana teknis lapangan Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW) yang telah membantu selama penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayahanda Suhaimi H. Burlian (Alm), Ibunda Dedeh Permasari serta seluruh keluarga, saudara, dan teman-teman atas segala doa dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat sebagai referensi belajar. Bogor, Juni 2014 Sandy Lesmana

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 1 Manfaat Penelitian... 1 METODE... 2 Lokasi dan Waktu Penelitian... 2 Data dan Bahan... 2 Alat... 2 Pengumpulan Data... 2 Batas Sub DAS Cipeureu... 2 Kadar Air Tanah... 2 Curah Hujan dan Tinggi Muka Air... 2 Prosedur Analisis Data... 3 Batas DAS Cipeureu HPGW... 3 Analisis Hidrograf... 3 SCS Curve Number... 4 Unit Respon Hidrologi... 5 Kadar Air Tanah... 5 Aliran Permukaan... 5 HASIL DAN PEMBAHASAN... 5 Batas Sub DAS Cipeureu... 5 Analisis Hidrograf... 6 SCS Curve Number... 8 Unit Respon Hidrologi... 9 Kadar Air Tanah Aliran Permukaan SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP 22 viii viii viii

10 DAFTAR TABEL Tabel 1 Hidrograf aliran... 8 Tabel 2 Bilangan kurva Sub DAS Cipeureu... 9 Tabel 3 Unit respon hidrologi Tabel 4 Kadar air tanah unit respon hidrologi Tabel 5 Volume aliran permukaan DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Batas Sub DAS Cipeureu HPGW... 6 Gambar 2 Hidrograf aliran... 7 Gambar 3 Unit respon hidrologi Sub DAS Cipeureu Gambar 4 Kadar air tanah musim hujan Gambar 5 Kadar air tanah musim kemarau DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Peta lokasi penelitian Lampiran 2 Peta tutupan lahan dan sebaran tanah Sub DAS Cipeureu Lampiran 3 Kemiringan lereng Sub DAS Cipeureu Lampiran 4 Anticedent moisture content Lampiran 5 Laju infiltrasi kelompok hidrologi tanah Lampiran 6 Bilangan kurva Lampiran 7 Koefisien aliran permukaan langsung dan rasio debit Lampiran 8 Bilangan kurva dan volume aliran permukaan... 21

11 PENDAHULUAN Latar Belakang Pola pengelolaan yang diaplikasikan pada kawasan hutan akan berdampak pada respon hidrologi di daerah aliran sungai (DAS). Mulyana (2000) menegaskan bahwa peningkatan aliran permukaan di DAS Ciwulan hulu terjadi akibat penebangan hutan tanaman pinus yang terindikasi dari peningkatan koefisien aliran permukaan langsung sebesar 22%. Anwar et al. (2011) menambahkan bahwa peningkatan aliran permukaan sebesar 10% di DAS Barito hulu setiap tahunnya diakibatkan oleh kegiatan pemanenan hutan. Menurut Hairiah et al. (2004) dalam Yulistyarini (2011) ketersediaan serasah yang tebal menutupi lantai hutan berdampak pada terkendalinya aliran permukaan pada saat musim hujan dan terjaganya pasokan debit sungai melalui baseflow pada musim kemarau. Sub DAS Cipeureu yang memiliki luasan ha terletak di Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW). Tutupan lahan Sub DAS Cipeureu didominasi oleh tegakan damar (Agathis loranthifolia), puspa (Schima walichii), dan tusam (Pinus merkusii) yang selalu dijaga keberadaannya dan tidak dieksploitasi untuk hasil hutan kayunya. Manfaat yang dirasakan masyarakat sekitar terhadap keberadaan Sub DAS Cipeureu adalah sumber air yang mengalir sepanjang tahun (HPGW 2010). Diduga keberadaan hutan tanaman campuran tersebut berhubungan dengan perilaku debit, kadar air tanah, dan aliran permukaan di Sub DAS Cipeureu. Untuk itu perlu dikaji perilaku debit Sub DAS Cipeureu melalui analisis hidrograf. Selain itu akan dikaji perbedaan kadar air tanah dan aliran permukaan pada tegakan damar, puspa, dan tusam yang mendominasi Sub DAS Cipeureu. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perilaku debit di Sub DAS Cipeureu dan perbedaan kadar air tanah dan aliran permukaan pada tegakan damar, puspa, dan tusam di Sub DAS Cipeureu. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai pengetahuan tentang peran tegakan damar, puspa dan tusam terhadap perilaku debit, kadar air tanah, dan aliran permukaan di DAS.

12 2 METODE Lokasi dan Waktu Penelitian Pengambilan data dilakukan di Sub DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat, Kecamatan Cibadak, Kabupaten Sukabumi Jawa Barat. Pengambilan data berlangsung dari bulan Juli November Pengolahan dan analisis data dilakukan di laboratorium Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS) Departemen Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Data dan Bahan Bahan-bahan yang digunakan antara lain Digital Elevation Model (DEM) resolusi 90 meter dari Shuttle Radar Topography Modeling (SRTM), 30 meter dari AsterGDEM, dan 20 meter, peta administrasi HPGW, peta tutupan lahan, peta jenis tanah, peta kemiringan lereng serta peta jaringan sungai. Data-data yang dibutuhkan untuk penelitian ini antara lain batas Sub DAS Cipeureu HPGW, kadar air tanah, curah hujan, dan tinggi muka air. Alat Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain GPS Garmin 60csx, Demetra PAT E.M System Soil Tester Tokyo Japan, Automatic water level recorder (AWLR) Global Water model WL 16U serial , Automatic Weather Station (AWS) Davis Pro Vantage, dan aplikasi DNR Garmin serta ArcGIS 9.3 beserta ekstensi pendukungnya. Pengumpulan Data Batas Sub DAS Cipeureu Batas Sub DAS Cipeureu didapatkan dari groundcheck dan hasil delineasi otomatis menggunakan ekstensi ArcSWAT 2009 pada aplikasi ArcGIS 9.3. Kadar Air Tanah Dengan menggunakan Demetra PAT E.M System Soil Tester Tokyo Japan, pengukuran kadar air tanah dilakukan pada musim hujan dan kemarau, masing-masing vegetasi, dan topografi di Sub DAS Cipeureu. Curah Hujan dan Tinggi Muka Air Data curah hujan diperoleh dari alat AWS yang dimiliki oleh HPGW dengan waktu rekam data setiap 15 menit sedangkan tinggi muka air diperoleh dari alat AWLR yang dipasang di Stasiun Pengamatan Arus Sungai (SPAS) Sub DAS Cipeureu dengan rekam data setiap 15 menit.